В ходе исследования, продолжавшегося два десятилетия, группа исследователей под руководством Университета штата Колорадо обнаружила снижение численности почвенной фауны, нематод и других видов животных в Сухих долинах Мак-Мердо, одной из самых сухих и холодных пустынь в мире. Это открытие связано с изменением климата, которое вызвало таяние и таяние льда в этой пустыне после нехарактерно теплой погоды в 2001 году.
В Сухих долинах Мак-Мердо, расположенных в крупнейшем районе антарктического континента, нет ни растений, ни птиц, ни млекопитающих. Но микробы и микроскопические почвенные беспозвоночные живут в суровой экосистеме, где средняя температура ниже -15 градусов по Цельсию или 5 градусов по Фаренгейту.
Выводы предлагают понимание и тревожный сигнал о том, как экосистемы реагируют на изменение климата и необычные климатические явления, заявили ученые.
«До 2001 года в регионе не наблюдалось тенденции к потеплению», - сказал Уолтер Андриуцци, ведущий автор исследования и научный сотрудник с докторской степенью в Департаменте биологии и Школе глобальной экологической устойчивости.
«Наоборот, становилось холоднее, - продолжил он. «Но в 2001 году тенденция к похолоданию резко прекратилась из-за чрезвычайно теплой погоды. С тех пор средние температуры либо стабильны, либо немного повышаются. Но самое главное, интенсивные погодные явления стали более частыми».
Исследовательская группа взяла пробы почвенных беспозвоночных и измерила свойства почвы, включая содержание воды, в трех гидрологических бассейнах и на трех разных высотах в регионе. В долине Тейлор полевое исследование было начато в 1993 году; в долинах Миерс и Гарвуд ученые начали свою работу в 2011 году.
Андриуцци сказал, что то, что команда обнаружила в этом долгосрочном исследовании, нельзя наблюдать, глядя на средние или месячные температуры.
"Это несколько часов или дней необычно теплой погоды", - сказал он. «Есть даже пики высокой солнечной радиации, которые вызывают таяние льда без высоких температур. Вот как там происходит изменение климата, и это уже начинает влиять на биологическое сообщество».
Более высокие температуры означают большее таяние и таяние льда с ледников и вечной мерзлоты, что привело к исчезновению наиболее распространенного вида нематоды Scottnema lindsayae. Другие виды становятся более многочисленными и распространяются в гору. В результате на больших высотах микробы и животные в почве становятся более разнообразными с неизвестными последствиями для экосистемы.
«Это происходит во всем мире, а не только в Антарктиде», - сказал Андриуцци, научный сотрудник лаборатории заслуженного профессора университета Дайаны Уолл. Например, в Скалистых горах ученые из года в год наблюдали, как насекомые поднимаются в гору из-за повышения температуры.
Андриуцци, руководивший полевыми работами в Сухих долинах Мак-Мердо, назвал антарктических нематод «замечательными существами».
«Удивительно, что они выживают в таких условиях», - сказал он. Вегетационный период длится всего несколько недель, но в полевых условиях это микроскопическое животное может прожить 10 лет.
Учитывая то, что обнаружила команда, Андриуцци сказал, что сообществу нематод потребуется время, чтобы оправиться от этих нарушений.
«С изменением климата некоторые виды становятся победителями, некоторые - проигравшими», - сказал он. «В Сухих долинах все зависит от того, как они реагируют на потепление и, самое главное, на воду».
Андриуцци сказал, что изменения в сообществах часто очень трудно предсказать, потому что существует так много видов.
«В таких местах, как сухие долины, легче изолировать последствия изменения климата или изолировать то, как один вид реагирует на изменение климата одним способом», - сказал он. «Это естественная лаборатория, где можно раскрыть некоторые механизмы, которые работают где-то еще».
Это исследование является частью программы долгосрочных экологических исследований McMurdo Dry Valleys, которая была учреждена в Антарктиде Национальным научным фондом в 1992 году. Дайана Уолл из CSU является одним из основателей этого полевого исследования.
Узнайте больше об этом исследовании и экстремальном сезоне таяния льдов в 2002 году.
Соавторами нового исследования являются Байрон Адамс из Университета Бригама Янга, Росс Вирджиния из Дартмутского колледжа и Джеб Барретт из Технологического института Вирджинии.