Forscher knacken Meereis Arktis Nahrungsnetz (VIDEO) aussetzen

Charlie Heck, Multimedia-Nachrichtenredakteur bei der US National Science Foundation, trug dieses Artikels Leben Wissenschaft Experten stimmen: Op-Ed & Einblicke.

Reisen in eine Stadt im oberen Bereich der Erde, ein Team von Wissenschaftlern studiert eine Kreatur am unteren Ende der Nahrungskette im Meer – mikroskopisch kleinen Algen. In Barrow, Alaska reisen die marine Ökologen über Meereis, eine scheinbar öde Landschaft, die teams mit Meerestieren. Mit Unterstützung der US National Science Foundation (NSF) sind Craig Aumack der Columbia University und seine Mitarbeiter gekommen, das Eis zu untersuchen, wie die Algen verbindet das marine Ökosystem und die marinen Organismen abhängig.

Einige Algen Leben im Eis den ganzen Winter blühen, wenn der Frühling Sonnenschein Kick-Start ein Wachstum Zyklus, ruhende und, schließlich, bis zum Ende des Eises zu migrieren und geben Sie die Wassersäule wo bieten sie eine nahrhafte Diät Nahrungsquelle für viele Meeresorganismen. In Zukunft könnte der Klimawandel Störungen dieses Zyklus bedeuten.

In der Arktis, die Algen könnte als eine "Kanarienvogel in der Kohlengrube" für den Klimawandel, sagte Aumack — die Mikroorganismen sind frühe Wächter eines sich verändernden Ökosystems. [Alte arktische Algen Rekord Climate Change in "Jahresringe"]

Im folgenden bietet Aumack eine Q + A mit Rahmen für die Forschung. Erfahren Sie mehr in diesem Video unten und sehen Sie Bilder aus der Feldstudie in "Ice Meeresalgen ist fester Bestandteil des arktischen Nahrungskette (Galerie)." "

NSF: Können Sie uns eine Vorstellung davon wie ein typischer Tag in Alaska wie für Sie und Ihr Team ist geben?

Aumack: Ein typischer Tag Feldarbeit beginnt eigentlich am Vorabend, wenn wir den Probenahmeplan zu besprechen und dann zu organisieren, die Materialien und Geräte, die wir auf dem Eis am nächsten Tag benötigen. Das erste, was machen am nächsten Morgen wir eine gemeinsames Mittagessen für das Feld, das in der Regel bestehend aus Suppe, Kekse, Müsliriegel und andere Snack-Artikel, die mit Handschuhen problemlos konsumiert werden können. Danach fahren wir für den Staging-Bereich (wo das Feld Getriebe gelagert Lager) wo wir packen einen Schlitten mit unserer Ausrüstung und geeignet für die Arbeit am Meer Eis. Dann mit einem Guide und Bär Wächter (eine ausgebildete Fachkraft, die die Forscher, das Team von Bären zu schützen und zu erziehen über Bären Sicherheit begleitet), verwenden wir Beschneiungsanlagen, um das Meereis auf unserem Gelände zu durchqueren. Einmal dort, wir folgen in der Regel unser vorher vereinbarten Plan für die Probenahme, Eis, sowie das Wasser und Sedimenten unter dem Eis. Dazu gehören Bohren Eisbohrkernen, mit Netzen, probieren Sie die Wassersäule, Bereitstellung von Sediment Greifer um Organismen Leben in den Sedimenten und mit Hilfe eines Kamerasystems für Dreharbeiten unter dem Eis zu erfassen. Sobald die Proben gesammelt haben, wir packen die Schlitten und fahren zurück ins Labor, wo Proben sortiert, bearbeitet und gespeichert für zukünftige Laboranalysen. Es ist in der Regel eine lange Feldtag, ab ca. 08:00 und dauert bis 08:00 bis 21:00 Normalerweise dauert es uns weitere 1 bis 2 Tage im Labor, um die Proben zu verarbeiten, die wir gesammelt. Dann haben wir wieder den Kopf aus und frische Proben zu sammeln, weil im arktischen Frühling Bedingungen im Eis ziemlich schnell ändern.

Es ist kalt und der Wind ist nicht vorhersehbar; Windgeschwindigkeiten und Geschwindigkeiten ändern sehr schnell. Wetter sehr schnell ändern und du musst immer bewusst sein. Sie wollen sicher nicht zu weit draußen, wenn Anstieg plötzlich Windgeschwindigkeiten und Whiteout Bedingungen auftreten. Sie müssen beachten, dass die Umwelt, an dem, der wir arbeiten in der Tat, Meereis ist, und es verändert sich wie wir drauf stehen. Haben wir Angst, wir werden fallen durch? Nein, aber gibt es Risse, bilden hinter uns? Ja. Sie haben immer diesen Aspekt im Auge zu behalten. Sicherlich wird die Wachsamkeit der Feldarbeit, auf dem Meereis.

NSF: Welche Organismen sind abhängig von Algen in das marine Ökosystem?

C.A.: Gute Frage, und nicht leicht zu beantworten ist. Es ist eigentlich die Grundlage unserer Forschung, also genau was wir suchen, um herauszufinden. Algen (in der Wassersäule und in das Meereis) bilden die Grundlage der Nahrungskette im Nearshore arktischen marinen Ökosysteme und sind daher unerlässlich für die Aufrechterhaltung der hohen Produktivität der Arktische Landschaften. Aber wollen wir wirklich die Bedeutung der Meeresalgen Eis gegen die Algen zu unterscheiden, die für unterschiedliche Kategorien von Verbrauchern (Organismen, die Energie zu empfangen, durch den Verzehr von anderen Organismen) im Wasser Leben. Wir haben einige Beweise, die nahelegen, dass verschiedene Arten von Verbraucher Organismen, von einzelnen-celled Raubtiere im Wasser, Würmer und Krebstiere leben in den Sedimenten lieber essen Eis Algen auf andere Arten von Algen. Es ist möglich, dass die Eis-Algen nahrhafter sind. Wenn diese Einstellung ist eine erforderliche Abhängigkeit und wie die Verbraucher-Gemeinschaften reagieren würde, auf veränderte Bedingungen auf See Eis Wenn Eis Algen weniger reichlich wurde wird noch untersucht.

NSF: Was ist der Unterschied zwischen Eis Wohnung Algen und Algen, die in der Wassersäule zu wachsen?

C.A.: Die Algen gefunden in Meereis sind in der Regel ziemlich unterscheiden sich von denen im Wasser gefunden. Jede Gruppe wird unter den Bedingungen gedeihen sie Leben angepasst. Eis-Algen sind wahrscheinlich abgeleitet von Algen, die ursprünglich die Sedimente bewohnt, und sie sind in der Lage zuweisen, und bewegen sich auf Oberflächen. Wasser-Spalte-Algen sind anfälliger für Untergang und verschiedene Strategien zur Bewältigung in einer bewegenden, flüssige Umwelt Leben entwickelt haben.

NSF: Wie dick das Eis ist Sie mit arbeiten? Was sind einige der Werkzeuge Sie verwenden, um die Algen zu erreichen?

C.A.: Es variiert jährlich, und natürlich im Laufe der Sommersaison verdünnt. Im Durchschnitt ist das Meereis rund 1,5 Meter bis 2 Meter dick, während das Meereis Algenblüte. Wir sammeln Kerne aus dieser Schicht des Eises mit einer Eis-Corer, die Art wie ein großer, hohler Bohrer. Es bohrt sich ein Zylinder aus Eis, das geht bis hin zum Eis-Wasser-Grenzfläche.

NSF: Was trägt dieser Eis-Wohnung-Community, die zugrunde liegende Unterwasserwelt?

C.A.: Die Eis-Wohnung-Gemeinschaft baut sich im Eis im Frühling. Daraus ergibt sich eine nahrhafte Diät Ressource auf Meereslebewesen unter dem Eis, aber es ist vor allem diese zugrunde liegenden Organismen zur Verfügung, nachdem es aus dem Meereis verloren geht. Dieser Verlust an Algen Material aus dem Eis geschieht in großen Impulse, die im späten Frühjahr für nur ein paar Tage dauern können. Diese Impulse sind das Ergebnis der erhöhten Licht, Erwärmung des Eises und aktive Bewegung von den Algen aus dem Eis in der Wassersäule. Mehrere Studien haben gezeigt, dass viele Organismen von benthischen Würmer pelagischen Krebstiere, verhaltensorientierte Lebenszyklus um organisches Material verlassen das Meer Eis nutzen angepasst haben.

NSF: Wie Klimawandel beeinflussen kann diese besondere Art von Algen?

C.A.: Abgesehen von dem Verlust des Lebensraums Eis selbst haben wir gezeigt, dass die hiesigen klimatische Bedingungen enorme Auswirkungen auf das Meer-Eis-Gemeinschaft haben können. Die Fülle, Vielfalt, ernährungsphysiologische Qualität und Sinkgeschwindigkeit Meer Eis Material wird wahrscheinlich maßgeblich beeinflusst durch die Menge der darüberliegenden Schigebiet, welche selbst ist weitgehend abhängig von klimatischen Bedingungen.

NSF: Warum waren Sie aufgeregt, um die Quallen fangen im Video vorgestellten?

C.A.: Wir hatten eine Menge video-Beweis zeigt an, dass diese Gelees entlang der Unterseite ziehen ihre mündlichen Tentakel in das Sediment schwimmen. Wir stellten die Hypothese, dass dies eine Verhaltenstherapie Adaption des Gelees war grasen auf dem Material, das aus dem Meereis gefallen und auf dem Meeresboden angesammelt. Um jedoch diese Hypothese zu testen, mussten wir einige Quallen, etwas zu fangen, die uns bis zu diesem Tag entzogen hatte.

NSF: Was die nächsten Schritte bei Ihrer Recherche?

C.A.: Wir sind derzeit daran interessiert, die Bedeutung der Eis-Algen in der Ernährung der Verbraucher unter Eis sowie der Beitrag der Eis-Algen, jährliche küstennahen arktischen marinen Produktivität unserer Forschung weiter. Darüber hinaus sind wir interessiert, wie das Ökosystem betroffen wären, wenn Eis Algen seltener wurden und durch Algen wachsen im Wasser ersetzt.

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