E-mail | SIS | Moodle | Helpdesk | Knihovny | cuni.cz | CIS Více

česky | english Přihlášení



Diversita, ekologie a biogeografie společenstev rozsivek (Bacillariophyta) v antarktické oblasti

Jedním z limitujících faktorů pro organismy v polárních  ekosystémech je přítomnost kapalné vody a sladkovodní habitaty jsou proto považovány za „oázy“ pro život v polárních pouštích. Ačkoli je antarktický kontinent téměř zcela pokryt ledovcem, můžeme zde nalézt překvapující množství různých typů sladkovodních habitatů a snaha o podchycení vlivu globálních klimatických  změn  na terestrické i vodní ekosystémy získala značnou  pozornost vzhledem k jejich (bio)geograficky zajímavé poloze. Díky izolaci Antarktidy od okolního světa jsou tyto mikrobiální ekosystémy předmětem intenzivního studia jejich biologické rozmanitosti a evolučního původu.

.

Co že to zkoumáme?

Rozsivky (Bacillariophyta) jsou jednou z dominantních skupin řas v terestrických a sladkovodních ekosystémech v sub- antarktické a antarktické oblasti a jsou čím dál častěji využívány jako bioindikátory klimatických i fyzikálně-chemických změn. Jedná se o jednobuněčné mikroskopické řasy, které mají křemičité schránky, nesoucí morfologické znaky důležité pro druhovou determinaci. Tyto schránky dobře definují jednotlivé druhy a dokáží velmi specificky odpovídat na podmínky prostředí. Fosilní druhy rozsivek jsou často používány k paleoekologickým rekonstrukcím. Proto představují výborný nástroj ke studiu environmentálních změn polárních oblastí. Můžeme tak sledovat odraz klimatických změn dané lokality na společenstvu těchto jednobuněčných řas. Ačkoli jsou rozsivky dlouhodobě zkoumány, existuje v subantarktickém a antarktickém regionu mnoho endemických druhů, které doposud nebyly popsány a potřebují tak bližší studium. Tyto druhy mohou být cennými indikátory klimatických změn a modelovými organismy pro výzkum biogeografie a biodiversity dané lokality.


Cíle projeku:

Tento projekt se zaměřuje na taxonomickou charakterizaci společenstev sladkovodních rozsivek dvou ostrovů (ostrov James Ross a ostrov Livingston), které se nacházejí v blízkosti Antarktického poloostrova. Ačkoliv tyto ostrovy leží blízko sebe, jsou díky své zeměpisné poloze na opačných stranách Antarktického poloostrova zajímavými lokalitami ke studiu vlivu podmínek prostředí na jejich rozsivková společenstva. Projekt je součástí primárního fykologického výzkumu  na jmenovaných ostrovech  a také komplexního diatomologického výzkumu polárních oblastí zabývající se studiem problematických druhových  komplexů  rozsivek a se studiem aktuálních otázek související s biogeografií a distribucí mikroorganismů.


Něco málo o studovaných lokalitách:

Ostrov Livingston je součástí souostroví Jižní Shetlandy, které leží v tzv. v maritimní Antarktidě. Místní klima je velmi proměnlivé a zejména větrné. Vlhké dny bez slunce činí tuto oblast extrémním stanovištěm pro jakýkoli život. Studovaná oblast, poloostrov Byers, je odledněné území tvořící západní část ostrova Livingston. Plocha 60,35 km2 má zvláštní statut za účelem ochrany životního prostředí Antarktidy. Antarktická smlouva prosazuje přísný režim regulující lidskou přítomnost a činnosti v této oblasti a přístup je povolen pouze pro vědecké účely se zvláštním povolením.


Ostrov Jamese Rosse (64°10’ S, 57°45’ W) se nachází na východní straně Antarktického poloostrova ve Weddellově moři. Více jak 70% ostrova je permanentně zaledněno, jen severozápadní odledněná část na poloostrově Ulu (~ 100 km2) má charakter slabě vyvinuté tundry. Ve srovnání s ostrovem Livingston je zde sušší a chladnější klima, čemuž odpovídá jeho poloha na pomezí maritimní a kontinentální Antarktidy. Roku 2006 zde byla dokončena výstavba české vědecké stanice J.G. Mendela a tím byl zahájen primární biologický výzkum této odledněné oblasti. Rozlišujeme zde tři typy sladkovodních habitatů: lotické mokřady (potoky), mělké mokřady (seepages) a jezera (mělká, v létě rozmrzající i hluboká, trvale zamrzlá). Rozsivky jsou zde významnou složkou většiny společenstev. Předběžný výzkum prokázal velkou diversitu rozsivkové flóry včetně výskytu nových druhů popsaných z mělkých mokřadů (Kopalová et al., 2009, 2012) i jezer (Kopalová et al., 2011).


Co bychom rádi dokázali?

Výsledek tohoto projektu by měl být ucelený popis společenstev rozsivek sladkovodních habitatů těchto ostrovů. Projekt spočívá především v rozšíření našich znalostí rozsivkové flóry o oblast deglaciovaného území na ostrově Jamese Rosse a ostrově Livingston, reklasifikaci a případně popsání nových druhových komplexů.


Taxonomická revize přítomných druhů je nezbytná pro nezaměňování antarktických druhů s druhy vyskytujícími se mimo polární a subpolární oblasti a přinese cenné informace o ekologických preferencích jednotlivých morfotypů.


Práce je součástí celosvětového, již přibližně patnáct let trvajícího, komplexního výzkumu a revize taxonomie rozsivek Antarktidy a Subantarktidy. Datové soubory bud následně možné použít pro srovnání terestrických a sladkovodních společenstev celé antarktické oblasti s důrazem na biogeografii, ekologii, klimatologii (salinitu, pH a teplotu, fotoperiodu / intenzitu záření) a historii zalednění.

.

Kdo nám pomáhá?

V rámci projektu probíhá úzká spolupráce s Prof. Dr. Bart Van de Vijver (National Botanic Garden of Belgium & University of Antwerp).

Naše otázky:

  • Jaké je druhové složení společenstev rozsivek studovaných habitatů? Lze vymezit charakteristická společenstva pro jednotlivé habitaty, případně jaké jsou ekologické preference jednotlivých druhů?
  • Jaká je morfologická variabilita druhových komplexů rozsivek z ostrova Jamese Rosse ve srovnání s ostrovem Livingston a ostatními dostupnými pracemi z polárních oblastí?
  • Taxonomický popis nových druhů nalezených na ostrově Jamese Rosse a ostrově Livingston.
  • Jak velkou roli hraje ve složení rozsivkového společenstva poloha jednotlivých ostrovů a jak se mezi sebou liší? Jaký vliv na zjištěné rozdíly má zeměpisná poloha a jakou ekologické a fyzikálně-chemické faktory?

Vybrané publikace za poslední roky:

  • Zidarova R., Kopalová K., Van de Vijver B. (2012): The genus Pinnularia (Bacillariophyta) excluding the section Distantes on Livingston Island (South Shetland Islands) with the description of twelve new taxa. Phytotaxa 44: 11-37.
  • Kopalová K., Veselá J., Elster J., Nedbalová L., Komárek J., Van de Vijver B. (2012): Benthic diatoms (Bacillariophyta) from seepages and streams on James Ross Island (NW Weddell Sea, Antarctica). Plant Ecology & Evolution 145: 190-208. DOI:10.5091/plecevo.2012.639
  • Kopalová K., Nedbalová L., de Haan M., Van de Vijver B. (2011): Description of five new species of the diatom genus Luticola (Bacillariophyta, Diadesmidaceae) found in lakes of James Ross Island (Maritime Antarctic Region). Phytotaxa 27: 44-60.
  • Van de Vijver B., Sterken M., Vyverman W., Mataloni G., Nedbalová L., Kopalová K., Elster J., Verleyen E., Sabbe K. (2010): Four new non-marine diatom taxa from the Subantarctic and Antarctic Regions. Diatom Research 25 (2): 431-443. DOI:10.1080/0269249X.2010.9705861
  • Kopalová K., Elster J., Nedbalová L., Van de Vijver B. (2009): Three new terrestrial diatom species from seepage areas on James Ross Island (Antarctic Peninsula Region). Diatom Research 24: 113-122. DOI:10.1080/0269249X.2009.9705786
  • Zidarova, R., Van de Vijver, B., Mataloni, G., Kopalová, K., Nedbalová, L. (2009): Four new freshwater diatom species (Bacillariophyceae) from Antarctica. Cryptogamie Algologie 30 (4): 295–310
  • Van de Vijver B., Kopalová K. (2008): Orthoseira gremmenii sp. nov., a new aerophilic diatom from Gough Island (southern Atlantic Ocean). Cryptogamie Algologie 29: 105-118
  • Esposito R.M.M., Spaulding S.A., McKnight D.M., Van de Vijver B., Kopalová K., Lubinski D., Hall B., Whittaker T. (2008): Inland diatoms from the McMurdo Dry Valleys and James Ross Island, Antarctica. Botany 86: 1378-1392. DOI:10.1139/B08-100

Akce dokumentů