POLSKA STACJA ANTARKTYCZNA
im. H. ARCTOWSKIEGO     STRONA ARCHIWALNA

Stacja "Arctowski" :: Przyroda :: Ekosystemy lądowe :: Mikroorganizmy lądowe

Mikroorganizmy lądowe

Środowisko lądowe Antarktyki kojarzy się zazwyczaj z pozbawionymi życia lodowymi pustyniami. Tymczasem są w Antarktyce takie wolne od lodu obszary, na których ukształtowała się gleba, dająca życie roślinom. Konieczny dla prawidłowego funkcjonowania gleby obieg materii organicznej zapewniają zimnolubne mikroorganizmy, których liczebność i różnorodność jest porównywalna z występującymi w ciepłych strefach klimatycznych.

Przypatrzmy się bliżej glebom przybrzeżnej Morskiej Antarktyki. Wyspa Króla Jerzego jest pokryta lodem w ponad 90%. Jednak, ze względu na topnienie lodowców, z roku na rok przybywa obszarów wolnych od lodu. Jak to się dzieje, że właśnie na tych niewielkich odkrytych spod lodu terenach pojawia się i „kwitnie” życie? Skąd pochodzi pierwotna materia organiczna, dzięki której mogą się rozwijać mikroorganizmy przygotowujące podłoże dla rozwoju wyższych pięter troficznych organizmów?

W Antarktycznych glebach cała pierwotna materia organiczna ma pochodzenie morskie i jest ściśle związana z morzem. W kształtowaniu i użyźnianiu gleby prym wiodą pingwiny, których odchody powstające w całości na bazie morskiej materii organicznej są deponowane na lądzie i przekształcane przez mikroorganizmy w humus. Drugim nie mniej ważnym rodzajem materii organicznej są wodorosty (makroglony). Dno Zatoki Admiralicji masowo porastają makroglony takie jak: krasnorosty (np. Gigartina skottsbergii) i brunatnice (np. Ascoseira mirabilis, Cystosphaera jacquinotii, czy Desmarestia anceps). Szczątki tych makroglonów są wyrywane i rozdrabniane przez dryfujące góry i pola lodowe a następnie wynoszone przez pływy i gwałtowne fale sztormowe na brzeg morza. Stąd są roznoszone po lądzie przez silne, często huraganowe wiatry.

Pierwotne źródła materii organicznej na lądzie stanowią także odchody innych poza pingwinami zwierząt morskich (fok i ptaków latających) oraz szczątki zwierzęce i areozole morskie. Zwierzęta Antarktyczne odżywiają się w otwartym morzu, ale rozmnażają się, dorastają i odpoczywają na lądzie. Dzięki temu wyłaniające się świeżo odkryte spod lodu podłoża są zasilane związkami organicznymi i biogennymi pierwiastkami. Uwalniane przy rozkładzie materii organicznej pierwiastki włączane są dalej do obiegu w glebie. Największy wkład w zasilaniu gleb solami biogennymi mają ptaki gniazdujące - a z nich pingwiny. Na Wyspie Króla Jerzego dominującym gatunkiem pingwinów jest pingwin Adeli (Pygoscelis Adeliae). Populacja pingwinów na brzegach samej tylko Zatoki Admiralicji w sezonie rozrodczym deponuje dziennie „bagatela” ok. 6,35 tony suchej masy guana. Ptaki latające zostawiają w tym samym czasie tylko 0.14 tony. Jeśli zobaczymy kolonie pingwinów liczące tysiące osobników – ujrzymy skalę wpływu tych ptaków na środowisko glebowe.

W miejscach, gdzie dawniej występowały kolonie pingwinów lub w okolicach nowych pingwinisk tworzą się gleby ornitogenne. Gleby te to gleby fosforanowe powstałe w wyniku mineralizacji guana pingwiniego. Czas dekompozycji (rozkładu) guana zależy w dużej mierze od dostępności wody. W przeciwieństwie do samego kontynentu Antarktydy w morskiej Antarktyce nie brakuje wody. Toteż procesy mineralizacji guana (uwalnianie azotu, fosforu i innych soli biogennych) są tutaj o wiele krótsze niż na kontynencie. Mineralizacja następuje głównie dzięki aktywności bakteryjnej – znaczenie innych organizmów - grzybów, fauny glebowej, jest małe. Rozkład odchodów pingwinów to proces wyjątkowo dynamiczny. Ponad 50% C i N w świeżym guanie jest rozkładana w czasie pierwszych 3 tygodni. Populacje bakterii pochodzące z przewodów pokarmowych pingwinów wypierane są szybko przez bakterie glebowe. Zmieniające się populacje bakterii korzystają kolejno po sobie z substratów, jakie uwolnili ich poprzednicy.

Może zaskoczyć fakt, że optymalna temperatura rozkładu guana mieści się w zakresie 3-11°C. Jednak w Antarktyce dominują właśnie bakterie „zimnolubne”: psychrofile i psychrotrofy. Psychrofile mają pełne zdolności do adaptacji do zimna (m.in. inny skład błon komórkowych). Ich optimum wzrostu nie przekracza 15°C, temperatura maksymalna 20°C, a minimalna zbliżona jest do temperatury zamarzania. Psychrotrofy tolerują zimno i są zdolne do wzrostu niskich temperaturach, ale ich optimum jest wyższe niż 15°C. Pierwsze bakterie zimnolubne wykryto w Antarktyce już na początku XX wieku (Tsiklinsky M.), ale do lat sześćdziesiątych ubiegłego wieku zupełnie ignorowano ich występowanie.

Wróćmy jednak do gleb ornitogennych morskiej Antarktyki. Początkowo ilość nawozu nanoszona przez pingwiny jest toksyczna dla jakiejkolwiek roślinności. Jednak dzięki dostępności wody, jeden z toksycznych elementów - kwas moczowy jest szybko wypłukiwany i rozkładany przez mikroorganizmy. Na terenach opuszczonych przez pingwiny lub na drodze spływu z pingwinisk, gdzie trwa mikrobiologiczne przekształcanie guana w humus, pojawia się sukcesja roślinna. Zaczyna się ona od koprofagicznego glonu Prasiola crispa. Następnie kolonizują opuszczone pingwiniska inne glony, porosty, wątrobowce i grzyby, mchy i nieliczne rośliny naczyniowe. Na terenach, gdzie pierwotnie było tylko skalne podłoże, powstaje gleba. (MŻ)

 

 

Projekt, realizacja, opieka serwisowa: ARKTOS © 2009-2017 IBB PAN ZBA