Arktická expedice na souostroví Svalbard pokračuje

Pracovníci a studenti Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích se ve spolupráci s kolegy z Botanického ústavu AV ČR, Biologického centra AV ČR a Masarykovy univerzity v Brně zúčastnili šesté vědecké arktické expedice do centrální části norského souostroví Svalbard. V letošním roce pracovala na Svalbardu od 18. června do 18. září skupina 16 lidí. Hlavními směry výzkumu se staly algologie-mikrobiologie, rostlinná ekologie, parazitologie-zoologie a klimatologie.


Všechna fota: © Archiv JU
První část letošní arktické expedice zleva: Jan Gloser, Kamil Láska, Tomáš Hájek, Miloslav Dvořáček, Martina Pichrtová, Denisa Witoszová a Josef Elster).

První část VI. arktické vědecké expedice se po příletu do Longyearbyenu (správní centrum souostroví Svalbard) přesunula na základnu do severní části zátoky Billefjorden. Této části expedice se zúčastnili botanici z Jihočeské univerzity a Botanického ústavu AV ČR, klimatologové, rostlinní fyziologové z brněnské Masarykovy univerzity a kameraman ze společnosti Komenium, s. r. o.

Po prvním prohlédnutí automatických stanic na měření klimatických parametrů a pokusné botanické plochy jsme mohli konstatovat, že většina pří-strojů pracovala celý rok bez větších závad a že ani trvalá experimentální botanická plocha nebyla poškozena.

Tříletá měření klimatických parametrů, která provádějí brněnští kolegové za pomoci několika automatických stanic, nám například poskytují přehled o celoroční fluktuaci teplot a směru větrů. Soubor měření klimatických parametrů byl v letošním roce rozšířen o další stanici; ta měří výměnu energie mezi atmo-sférou a substrátem. Zjednodušeně se jedná jak o měření sluneční energie, která je absorbována povrchem tundry, tak o množství energie, jež je naopak vyzařováno. Měření energetické bilance zátoky Petunia a posouzení celoroční energetické bilance je tématem doktorské dizertace Denisy Witoszové. Denisa v závěru pobytu vystoupila na semináři Univerzitního centra Svalbard (UNIS) v Longyearbyenu s přednáškou na toto téma.


Stanice pro měření výměny energie mezi atmosférou a substrátem

Jihočeští botanikové a fyziologové, kteří spravují pokusnou botanickou plochu, se v letošní sezoně zaměřili na studium ekofyziologických vlastností sinice Nostoc. Tato vytrvalá primitivní rostlina má schopnost vázat vzdušný dusík a hraje důležitou úlohu v koloběhu tohoto pravděpodobně limitního prvku v ekosystému podmáčené kopečkovité tundry. Kolonie Nostoc pokrývají značnou plochu podmáčené kopečkovité tundry. Z prvních měření ekofyziologických vlastností vyplynulo, že se jedná o vytrvalou, pomalu rostoucí stínomilnou rostlinu (fotosyntetizující bakterii), která je velmi dobře adaptovaná na pozvolné letní vysychání tundry. Na základě těchto poznatků jsme uskutečnili terénní experiment, kdy jsme biomasu Nostoc nasbírali v podmáčené louce a následně měřili rychlost fixace vzdušného dusíku (nitrogenázová aktivita – spolupráce s prof. M. Šimkem) a udělali odhad rychlosti fotosyntézy (měření fluorescence chlorofylu) ve vysychajících koloniích v podmínkách různé intenzity slunečního ozáření (tma, stín a plný slunečný svit). Takto zaměřený experiment nám umožní detailní poznání ekofyziologických vlastností kolonií sinice Nostoc a následné vysvětlení reakce sinice na mírné oteplení a rychlejší vysoušení, jež jsme experimentálně navodili v otevřených komorách.


Sběr biomasy Nostoc pro terénní experiment


Otevřená komora ke zkoumání ekofyziologických vlastností sinice Nostoc – její reakce na mírné oteplení a rychlejší vysoušení

Dalším projektem je dizertační doktorská práce Martiny Pichrtové z Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy a Biologického centra AV ČR v Třeboni. M. Pichrtová studuje biologické a ekofyziologické vlastnosti vláknité řasy Zygnema. Jednoletá rychle rostoucí Zygnema (pravděpodobně přežívá zimní období v podobě klidových stadií – spór) je běžnou vláknitou řasou polárních oblastí a na Svalbardu vytváří bohaté zelenožluté povlaky v mělkých mokřadech. M. Pichrtová si v okolí stanice našla několik populací, v nichž si skleněnými kroužky označila měřicí body (obr. 5) a sleduje v nich sezonní změny fotosyntetických parametrů; současně studuje vývoj společenstva na základě morfologických znaků. Cílem tohoto projektu je posoudit parametry fotosyntézy této řasy a zároveň najít kombinaci ekologických faktorů (intenzita záření, vysychání, pokles teploty), které iniciují tvorbu klidových stadií. První část expedice se do Česka vrátila 17. července.


Martina Pichrtová v několika populacích sledovala sezónní změny fotosyntetických parametrů.

Druhá část letošní expedice Petuniabukta 2010 byla svým obsazením spíše komorní. Zúčastnili se jí botanička Jitka Klimešová (BC AV ČR), rostlinný fyziolog Peter Váczi (MU Brno) a fotograf a biolog Alexandr Pospěch (JU České Budějovice). Kromě obvyk­lých povinností, jako je kontrola meteorologických stanic a péče o stanici základní, měl každý z účastníků také svůj odborný program. J. Klimešová se tento rok zaměřila na výzkum životního cyklu poloparazitických rostlin, dvou druhů všivců, Pedicularis hirsuta a Pedicularis dasyantha. Ukázalo se, že zatímco P. hirsuta se vyskytuje na vlhčích a lépe sněhem chráněných místech společně s vrbou polární, druh P. dasyantha dává přednost místům sušším, charakterizovaným výskytem dryádky osmiplátečné. Oba druhy mohou kvést několikrát za život a mají květenství založeno už předcházející vegetační sezonu. Kořeny, které zajišťují připojení k hostitelské rostlině, jež dodává všivcům vodu a v ní rozpuštěné minerální látky, jsou křehké a vlivem mrazových pochodů v půdě jsou snadno narušeny. Díky velké regenerační schopnosti jsou však schopné spojení s hostitelskou rostlinou zase obnovit.


Paleobotanička Alexandra Bernardová se při získávání půdních profilů dostala až k permafrostu.

Peter Váczi využil svůj krátký pobyt k řešení některých metodických problémů měření fotosyntetické aktivity rostlin a lišejníků pomocí indukované fluorescence chlorofylu. Navázal také na sérii měření denních cyklů fotosyntetické aktivity, které probíhaly na lokalitě již v minulém roce a jsou zaměřeny na vrbu polární, dryádku osmiplátečnou, silenku bezlodyžnou a lišejníky z rodu Umbilicaria.


Parazitologové chytali do tenat ryby, u nichž zkoumali motolice čeledi Opecoelidae, Gymnophalidae i jednobuněčné parazity.

Alexandr Pospěch, jenž zůstává na Svalbardu až do konce letošní expedice, začal s fotografováním živočichů a nashromáždil zatím úctyhodný soubor fotografií zachycujících chování ptáků a jejich mláďat na mořském pobřeží.

Třetí část VI. arktické vědecké expedice odcestovala do Arktidy ve dvou skupinách. Zoologicko-parazitologická skupina (Oleg Ditrich a Tomáš Tyml) odletěla 30. července a spolu s fotografem Alexandrem Pospěchem pak očekávala poslední letošní obyvatele stanice: botaničku Alenu Bartošovou, paleobotaničku Alexandru Bernardovou, algologa Otakara Struneckého a fyzioložky Janu Kvíderovou a Darju Tashyrevu, kteří odletěli 20. srpna.
Fyzioložky dokončily experimenty popsané v první zprávě; podařilo se zachytit i konec vegetační sezony, kdy již tundra zmrzla. Ota Strunecký a Saša Bernardová se zaměřili na místa, kde i po vyschnutí tundry zbývají zbytky sladké vody, a pokusili se sbírat i v okolí „horkých vývěrů“, kvůli nimž podnikli i cestu na Ny Alesund. Vzorky odebrali, ale zjistili, že prameny jsou ve skutečnosti jen o několik stupňů teplejší než okolní vody. Přesto bude zajímavé rozborem odebraných vzorků zjistit, zda jejich okolí mohlo být refugiem pro organismy v chladnějších dobách. Při získávání půdních profilů se Saša dostala až k permafrostu.



Parazitologové se soustředili na motolice čeledi Gymnophalidae, u nichž mimo jiné studovali manipulaci chování mezihostitele a motolice čeledi Opecoelidae, které parazitují v rybách. V rybách chytaných do tenat i v mořských bezobratlých sbíraných na dně do třicetimetrových hloubek hledali též jednobuněčné parazity, zejména améby, myxosporidie, nálevníky i příslušníky méně známých skupin; založili řadu kultur améb, které převezli do Čech.

Při sběru materiálu se vědci museli potýkat i s místní faunou: tuleni si oblíbili snadnou kořist chycenou v tenatech a nepřekonatelnou překážkou pro chytání mořských ptáků (kajek) do ornitologických sítí byli buřňáci, kteří se chytali v nezvládnutelném množství.

Přes všechny překážky se podařilo shromáždit značné množství materiálu i dat, které se již zpracovávají.

JOSEF ELSTER, JITKA KLIMEŠOVÁ,
OLEG DITRICH,
Arktická stanice Jihočeské univerzity, Petunia