autorstwa Meghan Bartels

Naukowcy próbujący zrozumieć przeszłość Antarktydy stają przed trudnym wyzwaniem. Lód nie ulega skamieniałości, więc nie ma bezpośrednich dowodów pokazujących, jak daleko w odległej przeszłości sięgały lodowce na tym najbardziej wysuniętym na południe kontynencie. Stanowi to problem, ponieważ utrudnia przewidywanie przyszłości Antarktydy w stale ocieplającym się świecie.

Wejdź do ośmiornicy Turqueta (Turqueti z pareledonem). To małe stworzenie przemyka po dnie morskim wokół Antarktydy, a w nowych badaniach naukowcy wykorzystują jego genetykę, aby wykazać, że główna pokrywa lodowa Antarktyki całkowicie zapadła się w przeszłości, gdy temperatury były tylko o jeden stopień Celsjusza wyższe niż w okresie przedindustrialnym. Pokrywa lodowa Antarktydy Zachodniej, nazywana pokrywą lodową Zachodniej Antarktyki, odrosła i obecnie obejmuje 770 000 mil sześciennych lodu, ale gdyby ponownie się zapadła, jej roztopiona woda podniosłaby poziom mórz na całym świecie o ponad 3 metry.

„To tak naprawdę pierwszy biologiczny dowód wykorzystany w odniesieniu do zawalenia się w przeszłości i myślę, że to jest naprawdę wyjątkowa i zaskakująca rzecz w tym artykule” – mówi Ryan Venturelli, paleoglacjolog z Colorado School of Mines, który nie był zaangażowany w badania nowe badania. „Myślę, że to niesamowite, że możemy wykorzystać populacje ośmiornic do nauczania nas o historii pokrywy lodowej Antarktyki”.

Tego rodzaju badania nie byłyby możliwe w przypadku byle jakiego gatunku, mówi Sally Lau, genetyk ewolucyjny na Uniwersytecie Jamesa Cooka w Australii i współautorka nowych badań, które opublikowano 21 grudnia w czasopiśmie Nauka. „Potrzebujemy gatunku rozproszonego po całej Antarktydzie, ale [that] ogólnie [does] zostań w jednym miejscu” – mówi. „Jeśli będzie pływał za dużo i poruszał się zbyt często wokół Antarktydy, wszelkie historyczne oznaki migracji i wymiany materiału genetycznego ulegną erozji w zależności od tego, jak szybko [it is] ruszaj się teraz.”

Ośmiornice Turquet pasują do tego projektu, ponieważ można je spotkać na całej Antarktydzie i pełzają po dnie morskim, zamiast pływać na duże odległości, mówi Lau. Na potrzeby nowego badania ona i jej koledzy przeanalizowali prawie 100 próbek DNA takich ośmiornic, które albo znaleziono w zbiorach muzealnych, albo przypadkowo schwytano na statkach rybackich.

Kiedy przyjrzeli się materiałowi genetycznemu zwierząt, Lau i jej współpracownicy zauważyli trendy geograficzne. Na przykład ośmiornice znalezione wokół Shag Rocks i Georgii Południowej, dwóch skupisk wysp na wschód od krańca Ameryki Południowej, były dość podobne — dokładnie tak, jak można się było spodziewać, ponieważ te populacje są bliżej siebie niż różnych populacji.

Jednak jeśli chodzi o populacje wokół pokrywy lodowej Antarktyki Zachodniej, to, co zobaczyli naukowcy, było bardziej zaskakujące. Współczesne ośmiornice żyjące w Morzu Rossa, schowane w zakątku po jednej stronie miejsca, w którym pokrywa lodowa Antarktydy Zachodniej łączy się z resztą Antarktydy, mają wspólny materiał genetyczny ze zwierzętami zamieszkującymi wybrzeża kontynentu, ale także z ośmiornicami po przeciwnej stronie punktu połączenia pokrywy lodowej z kontynentem na południowym Morzu Weddella. Dziś ośmiornica turqueta musiałaby przepłynąć niezliczone mile wokół wystającego półwyspu skierowanego w stronę Ameryki Południowej, aby przepłynąć między tymi dwoma morzami, co jest nieprawdopodobnym wyczynem dla tych żądnych przygód pływaków, mówi Lau.

Zamiast tego naukowcy argumentują, że podobieństwa genetyczne między tymi dwiema populacjami są reliktem czasów, gdy pokrywa lodowa Antarktyki Zachodniej całkowicie się stopiła, pozostawiając płytkie tory morskie łączące Morza Rossa i Weddella. Analiza genetyczna sugeruje, że te dwie populacje zaczęły się przenikać ponad trzy miliony lat temu i zostały rozdzielone między 139 000 a 54 000 lat temu. Ta linia czasowa pokrywa się z wcześniejszymi podejrzeniami, że pokrywa lodowa Antarktydy Zachodniej całkowicie się zawaliła podczas ostatniego interglacjału, ciepłego okresu, który miał miejsce 130 000–115 000 lat temu.

Jednak do tej pory glacjolodzy i geolodzy mieli ograniczone narzędzia, aby spróbować zrozumieć, czy pokrywa całkowicie się zapadła, czy tylko się skurczyła. Jak dotąd najbardziej przydatną techniką była analiza rdzeni osadów – długich cylindrów warstwowych osadów powstałych w ciągu ostatnich lat, a nawet stuleci – które często pochodzą spoza samej pokrywy lodowej. „Od tak dawna dochodzimy do tego pytania, opierając się na tych samych starych sztuczkach” – mówi Venturelli. Analiza genetyki współczesnych zwierząt oznacza zupełnie inne podejście do zestawu narzędzi.

Zrozumienie historii pokrywy lodowej Antarktydy Zachodniej może wydawać się tajemnicze, ale nie może to być dalsze od prawdy, mówi Ted Scambos, polarnik z Uniwersytetu Colorado Boulder, który nie był zaangażowany w nowe badania. Kruchość tej pokrywy lodowej ukształtuje losy ludzi na całym świecie, mówi, czyniąc każde spostrzeżenie cennym, nawet z tak nieprawdopodobnego źródła, jak ośmiornica.

Jego zdaniem dzięki nowym odkryciom naukowcy mogą lepiej przewidzieć harmonogram przyszłego zapadnięcia się pokrywy lodowej z powodu działalności człowieka – niezależnie od tego, czy jej utrata nastąpi w ciągu następnego stulecia lub dwóch, czy będzie to wymagało 400 lub 500 lat. Stamtąd naukowcy mogą dokładniej obliczyć tempo podnoszącego się poziomu mórz i dać społeczeństwom czas potrzebny na przemieszczanie się w głąb lądu.

„To najbardziej niepewne i trudne do przewidzenia zagrożenie związane ze wzrostem poziomu morza w ciągu najbliższych dwóch lub trzech stuleci” – mówi Scambos. „Nietrudno zrozumieć, jak ostatecznie wpłyną na to wyższe temperatury oceanu lub wyższe temperatury powietrza. Pytanie brzmi: jak szybko się rozpadnie?”