Udział w projekcie

Polski udział w projekcie zorganizowany jest w trzech zadaniach badawczych:

Zadanie 1
Organizmy poroślowe.
Koordynator: dr hab. Piotr Kukliński, prof. PAN. Uczestnicy: mgr Piotr Bałazy

WP1
Epifauna - Poziom aktywności organizmów bentosowych dna twardego i dynamika ich rozwoju podczas nocy polarnej.
Wykonawcy: dr hab. Piotr Kukliński (etat w IO PAN), dr Piotr Bałazy - post doc.

Wiele prac naukowych sugeruje, że aktywność organizmów polarnych osiąga najwyższy poziom podczas wiosenno-letniego okresu kiedy w rejonach polarnych intensywność światła słonecznego jest na tyle duża (wysoka?) do rozpoczęcia intensywnej produkcji fitoplanktonu i bezpośrednio z tym związanego zooplanktonu. Zarówno fito- jak i zooplankton są istotnym elementami pokarmowymi dla wielu organizmów bentosowych a w szczególności dla organizmów filtrujących. Twierdzi się, że strategie życiowe wielu organizmów polarnych, jak ich wzrost i okresy reprodukcyjne, bazuje na występowaniu tych cyklicznych olbrzymich dostaw pożywienia. Kilka prac zarówno z Antarktydy jak i Arktyki ukazuje jednak, że różnorodność zachowań organizmów w tych ekstremalnych systemach jest bardzo zróżnicowana sugerując, iż nie można generalizować strategii życiowych w tych ekosystemach. Ta część projektu będzie się skupiać na zadaniach badawczych prowadzących do odpowiedzi na tak istotne zagadnienia naukowe jak wpływ braku światła (3 miesiące) i czynniki z tym związane na zachowania organizmów zasiedlających dno Oceanu Arktycznego. Poprzez skrupulatnie przeprowadzone eksperymenty zostanie przeanalizowany dokładny poziom biogenów w kolumnie wody, obecność potencjalnych organizmów na poziomie wielkości nannoplanktonu (2-63 mikrometrów), które mogą być potencjalnym pożywieniem filtratorów również podczas nocy polarnej. Podstawą badawczą będą eksperymenty prowadzące do weryfikacji sezonowych aktywności organizmów filtrujących. Zaawansowane technologicznie obserwacje podwodne z użyciem specjalistycznych kamer pozwolą na wykonanie tego zadania. Specjalnie zainstalowane podłoża kolonizacyjne umozliwią prześledzenie tempa wzrostu i sezonowości rozrodczej organizmów bentosowych. Zostanie zbadany wpływu procesów zachodzących w kolumnie wody na obserwowane aktywności lub ich brak na organizmy zamieszkujące dno morskie. Wszystkie zadania zostaną wykonane z użyciem technik nurkowania swobodnego (SCUBA) i zmasowanych kampanii poboru dokonanych z licznych statków badawczych partnerów projektu, w tym statku IOPAN r/y Oceania.

Zadanie 2
Biocenozy dna miękkiego
Koordynator: dr hab. Maria Włodarska- Kowalczuk, prof. PAN. Uczestnicy: dr Monika Kędra, mgr Kajetan Deja

WP2
Infauna i procesy wymiany węgla z toni wodnej do osadu.
Wykonawcy: Dr hab. Maria Włodarska- Kowalczuk, dr Lech Kotwicki, dr Agata Zaborska - pracownicy IO PAN. Mgr Katarzyna Grzelak, dr Monika Kędra, - post doc.

W przypadku fauny bentosowej dna miękkiego - w większości zamieszkującej dno na głębokościach znacznie przekraczających głębokość warstwy eufotycznej (prześwietlonej) głównym czynnikiem, którego zmienność może być odpowiedzialna za zmiany sezonowe jest dostępność pokarmu - przede wszystkim w postaci materii organicznej produkowanej w kolumnie wody. Procesy produkcji pierwotnej w wodach arktycznych ograniczone są do kilku miesięcy, w których zapewnione są odpowiednie warunki oświetlenia, jednak materia organiczna, która została wyprodukowana w toni wodnej, a następnie sedymentowała do dna może zostać zdeponowana w osadach i stanowić źródło pokarmu dla organizmów dennych przez dłuższy okres czasu. Dla systemów bentosowych związanych z osadami antarktycznych wód przybrzeżnych sformułowano hipotezę występowania tzw „food banku’ (‘banku żywności’) - czyli przewidywano, że ilość materii organicznej zdeponowanej w osadach tuż po okresie intensywnej produkcji pelagicznej jest wystarczająca dla podtrzymania funkcjonowania zespołów bentosowych przez cały rok. Celem tej części projektu jest weryfikacja tej hipotezy w wodach arktycznych. Zanalizowane zostaną procesy dostawy i akumulacji materii organicznej w osadach fiordu arktycznego. Struktura i funkcjonowanie zespołów bentosowych w sezonach letnim i zimowym zostaną porównane, wyniki będą dyskutowane w kontekście ilości i jakości pokarmu dostępnego w różnych sezonach. W ramach tej części projektu przeprowadzone zostaną analizy biogeochemiczne materii zawieszonej w toni wodnej i osadów (zawartość POC i TN, POC/TN, δ15N i δ13C, pigmenty fotosyntetyczne jako wskaźniki pochodzenia materii organicznej, szacowanie tempa akumulacji osadów na podstawie analiz Pb-210 i Cs-137 w rdzeniach osadów) i wybranych organizmów bentosowych. Materiały meio- i makrozoobentosu zebrane w różnych sezonach analizowane będą pod względem składu taksonomicznego, liczebności, biomasy, głębokości penetracji osadu przez faunę (analizy prób pobranych przy pomocy rdzeni pociętych na warstwy). Porównanie funkcjonowania zespołów bentosowych obejmowało będzie analizę bentosowych sieci troficznych (za pomocą biomarkerów biochemicznych: izotopów stabilnych węgla i azotu oraz kwasów tłuszczowych) pomiary respiracji organizmów meio- i makrobentosowych oraz bioturbacji osadów przez organizmy makrozoobentosowe (analizy Pb-210 i Th-234 w rdzeniach osadów).

Zadanie 3
Organizmy hyperbentosowe.
Koordynator: profesor Jan Marcin Węsławski. Uczestnicy: mgr Mikołaj Mazurkiewicz, dr Joanna Legeżyńska, mgr Katarzyna Grzelak

WP3
Hyperbentos, wędrówki poziome, model troficzny.
Wykonawcy: pracownicy IO PAN: prof. Dr hab. Jan Marcin Węsławski, dr Joanna Legeżyńska, oraz mgr Marta Głuchowska - post doc w IO PAN.

Terminem hyperbentos określa się zespół organizmów zwierzęcych na stałe lub okresowo związanych z naddenną warstwą wody. W jego skład wchodzą najczęściej dorosłe i larwalne stadia bezkręgowców planktonowych i bentosowych (takich jak np.: strzałki, skorupiaki, wieloszczety, strzykwy) oraz larwy ryb. Hyperbentos jest jedną z najważniejszych grup ekologicznych fauny fiordów ponieważ stanowi bazę pokarmową dla dużych drapieżników (ryby, foki, walenie, ptaki). Ponieważ wstępne obserwacje wskazują, że zimą żerowanie drapieżników w strefie przydennej nie ustaje, mamy zamiar określić skład taksonomiczny letnich i zimowych zespołów hyperbentosu oraz porównać presję drapieżniczą w obu sezonach. Materiał do badań będzie pobierany przy pomocy różnego rodzaju pułapek z przynętą, sieci naddennych oraz rejestrowany przy pomocy kamer video i fotografii. Mikroskopowe analizy składu pokarmu) pozwolą z dużą dokładnością określić spektrum pokarmowe drapieżników (ryby i duże bezkręgowce), umożliwiając interpretację wyników uzyskanych przy zastosowaniu biomarkerów biochemicznych (skład CHN, izotopy węgla i azotu, kwasy tłuszczowe, wartość energetyczna). Badania aktywności organizmów nekrofagicznych i drapieżnych pozwalające ocenić czas reakcji i szybkość przemieszczania się będą realizowane przy użyciu kamer podwodnych instalowanych in situ. Ocena lokalnych migracji związanych z żerowaniem w okresie zimowym opiera się na założeniu, że znaczna część ruchliwych organizmów opuszcza na zimę wody płytkie i przenosi się poza zasięg najsurowszych warunków fizycznych. Poza wędrówkami pionowymi, planowana jest ocena potencjału wędrówek poziomych - możliwość opuszczania siedlisk fiordowych i przenoszenie się ruchliwych organizmów w stronę szelfu. Na taką ocenę pozwoli oferowane przez Norwegów zaplecze logistyczne (duży statek z trałami i kuter wyposażony w dragi epibentosowe). Model troficzny (oparty na programie ECOPATH) i stosowany już w fiordach Spitsbergenu, będzie teraz testowany na wynikach badań zimowych.