Profesorowie UAM Łukasz Kaczmarek, Piotr Klimaszyk i Bartłomiej Gołdyn z Wydziału Biologii spędzili w tym roku sporo czasu na Svalbardzie. Każdy miał inny cel do zrealizowania i każdy uważa, że wyprawa, finansowana z IDUB-u, była znakomitym pomysłem. O czasie spędzonym w Stacji Badawczej UAM rozmawiamy z pierwszym z nich.
Wróciliście niedawno. To nie był pana pierwszy pobyt w Arktyce?
– Nie. To moja czwarta wizyta na Svalbardzie, ale w Stacji Petunia druga.
Są zmiany?
– Widać je gołym okiem. Baza została poszerzona. W wygodniejszych warunkach możemy przechowywać produkty spożywcze, przybyło też sprzętu badawczego. Warunki bytowania pozostały jednak na tym samym poziomie. Są skromne. Źle wygląda sytuacja w górach wokół bazy Petuniabukta. Lodowce bardzo się cofają. Na jesień, w czasie, gdy tam byliśmy w tym roku, ich topnienie powinno już znacznie spowolnić, tymczasem zastaliśmy spływające spod nich rwące potoki. To bardzo niepokojący widok.
Obserwując wasz pobyt na Svalbardzie, widziałem, że bez broni w teren nie wychodziliście…
– To konieczność. Na wyspie mieszka i pracuje około 2,5 tys. ludzi, natomiast niedźwiedzi jest na niej około 3 tys. Już dopływając do Pyramiden, mieliśmy informacje, że trzeba być ostrożnym, bo wokół bazy kręcą się miśki. Słowem, wyjście w teren bez broni to proszenie się o kłopoty.
Byliście tam w silnym składzie.
– Popłynęliśmy do naszej bazy w trójkę z Piotrem Klimaszykiem, szefem Zakładu Ochrony Wód, i Bartkiem Gołdynem, kierownikiem Zakładu Zoologii Ogólnej. Każdy z nas miał do zrealizowania inny cel badawczy. Piotr zajmował się osadem dennym i planktonem, Bartek prowadził badania związane z przekopnicami, a ja badałem niesporczaki.
Co to są przekopnice?
– Podobnie jak niesporczaki są ekstremofilami. Zajmuje się nimi też astrobiologia. To skorupiaki, które pod postacią cyst zostały swego czasu wysłane na Księżyc, a później z niego przywiezione i… się wykluły.
Tematem wiodącym dla prof. Kaczmarka były jednak niesporczaki?
– Realizuję obecnie dwa projekty z nimi związane. Oba finansowane przez IDUB. Pierwszy dotyczył gatunków inwazyjnych przenoszonych przez nas, często nieświadomie, na przykład na butach lub wraz z roślinami czy glebą, do środowiska arktycznego, a jako że niesporczaki są bardzo odporne na warunki środowiskowe, to łatwo się aklimatyzują i przenikają do tamtejszego ekosystemu. To były też pierwsze tego typu badania w warunkach arktycznych. Podobne prowadzono na Antarktydzie i pokazały one, że także tam znaleziono niesporczaki zawleczone prawdopodobnie nieświadomie przez badaczy.
Swego czasu Rosjanie przywozili do Arktyki glebę. To był chyba najprostszy sposób niekontrolowanego transportu?
– Niestety. Do nieodległej od naszej stacji dawnej kopalni i miasteczka Pyramiden przywożono ziemię z Ukrainy i zakładano tam trawniki. Sprawdzamy między innymi, czy niesporczaki bytują w tym miejscu i, co ważniejsze, czy przenikają do otaczającej tundry. Wiemy też, że jeśli znajdziemy niesporczaki w pobliżu naszej stacji badawczej, a nie będzie ich w niewielkiej odległości od niej, to będziemy mieć niemal pewność, że trafiły tu razem z ludźmi. Na szczęście niesporczaki są raczej niegroźne dla tamtejszego ekosystemu. Jednak znalezienie obcych gatunków niesporczaków będzie pośrednio wskazywać, że dzięki nam do tundry mogą trafiać też inne bezkręgowce, które już takie łagodne nie będą.
Czy niesporczaki mogą dopłynąć do Spitsbergenu?
– Lądowe i słodkowodne raczej nie. Nie pozwoli na to ciśnienie osmotyczne słonej wody morskiej. Prędzej mogą tu trafić przyniesione przez ptaki lub przywiane.
Niedawno pisaliśmy w „Życiu” o nowym gatunku niesporczaka. Jest szansa na kolejne, tym razem z Arktyki?
– To więcej niż pewne. Myślę, że już teraz mogę powiedzieć, że w czasie naszego pobytu znaleźliśmy dwa nowe gatunki z lodowców i jeden ze ściółki spod dębika ośmiopłatkowego, drobnej rośliny kwiatowej, która dość często występuje w badanym rejonie.
Czyli nie tylko gatunki inwazyjne były przedmiotem badań?
– To drugi z prowadzonych przeze mnie projektów. Projekt, w którym zajmuję się ściółką. I o tyle ciekawy, że w Arktyce takich badań chyba jeszcze nie było, gdyż powszechnie uważa się, że ściółka występuje tutaj w bardzo niewielkiej ilości. Tymczasem w trakcie moich poszukiwań okazało się, że dębik ośmiopłatkowy potrafi jej wytworzyć aż do 11 centymetrów. Arktyka jest świetnym miejscem do badań ze względu na to, że ściółka rozkłada się tu dość wolno i mamy mnóstwo materii organicznej, którą żywi się cała grupa organizmów – w tym niesporczaki. Ignorując ściółkę, badano niesporczaki głównie w mszakach i porostach. A to był błąd.
Bo mamy nowe niesporczaki?
– Też. W ściółce znaleźliśmy między innymi jeden nowy gatunek z rodzaju Eremobiotus.
Słowem, jedna wyprawa, trzy nowe gatunki. Sukces?
– Na pewno. Ale na tym nie koniec. Myślę, że będzie więcej nowości. Mamy jeszcze sporo nieprzebadanych próbek. Niedawno opisaliśmy Mesobiotus mandalori odkrytego pod Poznaniem, a przed chwilą wysłaliśmy kolejną publikację z Polski, dotyczącą Mesobiotus silesiacus odkrytego opodal Miedzichowej Góry. Trzeba wiedzieć, że dziś znamy około 1500 gatunków niesporczaków, a przypuszcza się, że na całym świecie może ich być około 10 tys. Jest więc czego szukać.
Jak je rozróżniacie? Jeden jest przystojniejszy od drugiego?
– Pomaga genetyka. Bywa, że to ona pokazuje nam, że mamy do czynienia z dwoma różnymi gatunkami. Wtedy zaczynamy przyglądać się morfologii i ona potwierdza te różnice, chociaż dla laika badane zwierzaki mogą się niczym nie różnić.
Po co nam w ogóle niesporczaki?
– Pytanie, ku czemu zmierza pytanie? Bo jeśli pyta pan o funkcje w ekosystemie, to każdy organizm ma w nim do spełnienia określoną funkcję. Niesporczaki są organizmami pionierskimi, bo pojawiają się jako jedne z pierwszych, zaraz po glonach, jako ich konsumenci. Co więcej, przykładowo na lodowcach stanowią główny komponent zwierzęcy zjadający wszystko, co na nich wyrośnie, ale na ten temat dużo może powiedzieć prof. UAM Krzysztof Zawierucha. Natomiast z punktu widzenia badawczego jest to jeden z ważniejszych organizmów modelowych w badaniach astrobiologicznych, czyli tych związanych z kosmosem. Przykładowo badamy je w symulatorach, w których atmosfera jest podobna do tej na Marsie. Badamy możliwość ich przetrwania w nadchloranach marsjańskich. Prowadzi się też eksperymenty z mikrograwitacją, z polem geomagnetycznym czy próżnią kosmiczną.
I wszystko po to, by zbadać, z czego wynika niesamowita zdolność niesporczaków do przetrwania w ekstremalnych warunkach?
– Też. Szukamy organizmów, które są w stanie przetrwać w określonych warunkach. Pytanie: czy gdybyśmy zawieźli je na Marsa, to mogą go skazić? Prawda jest też taka, że pierwsze organizmy, które znajdziemy na Czerwonej Planecie, to najprawdopodobniej będą te same, które tam już zawieźliśmy. Podobnie z Księżycem. Wciąż nie mamy jednak odpowiedzi na pytanie, czy gdybyśmy niesporczakom zapewnili wodę w stanie ciekłym, to mogłyby zbudować na odległych planetach prosty ekosystem. A od niego do bardziej skomplikowanych siedlisk droga jest już znacznie prostsza.
Niesporczaki stały się bardzo „modne”.
– Niesporczaki odkryto pod koniec XVIII wieku, ale boom na ich badania zaczął się wraz z powstaniem biologii molekularnej, gdy nauczyliśmy się poznawać to, z czego jest zbudowane DNA, jakie białka są syntetyzowane i za co są odpowiedzialne, czyli w latach 80./90. ubiegłego wieku. Wpływ na ich popularność miały ich zdolności do przetrwania ekstremalnych warunków siedliskowych. Dziś badane są na całym świecie, chociaż raczej w niewielkich zespołach naukowców. Przykładowo Amerykanie badają zdolności niesporczaków do kryptobiozy z opcją ich zastosowania wobec ludzi i spowolnienia ich metabolizmu. To ważne choćby w przypadku transportu medycznego osób poszkodowanych w wypadkach czy żołnierzy rannych w czasie walki. Nadal w dużej mierze nie rozumiemy ich zdolności na przykład do naprawy struktury DNA, która uległa uszkodzeniu. Wiadomo, że duże dawki promieniowania uśmiercają komórki ludzkie, a komórek niesporczaków nie uszkadzają. Te same zwierzaki zasuszone na wiór i skropione wodą po roku wracają do aktywności w cztery minuty i są gotowe do normalnego funkcjonowania. Nie dawniej niż wczoraj jeden z moich doktorantów zastosował potężną dawkę cyjanku wobec niesporczaka. Efekt? Niesporczak czuje się świetnie.
Obecnie chyba jako jedyny z UAM realizuje pan grant z OPUS LAP…
– Finansowanie otrzymaliśmy na projekt „Mechanizmy komórkowe odpowiedzialne za zmiany morfologiczne występujące podczas anhydrobiozy i kriobiozy u niesporczaków (Tardigrada)” . Pracujemy zespołowo z dr. Stanislavem Vinopalem z Jan Evangelista Purkyně University in Ústí nad Labem. Wspólnie będziemy badać cytoszkielet niesporczaków oraz jego rolę w kryptobiozie. Ponadto porównamy ze sobą anhydrobiozę i kriobiozę. Wszystko po to, by lepiej poznać te fascynujące zwierzaki.
Czytaj też: Nauka wykorzystuje moc owadów
