Prawie milion czarno-białych ptaków zniknęło bez śladu. Kiedyś wyspa Cauchon na Antarktydzie była gęsto zaludniona przez pingwiny, ale teraz jest pusta. Naukowcy udali się na wyspę, aby sprawdzić wszystkie hipotezy dotyczące wymierania ptaków, w tym chorób, drapieżników i ocieplenia Oceanu Antarktycznego, który może być zwiastunem przyszłych katastrof.
Na początku 2017 roku Henri Weimerskirch zastanawiał się, gdzie mogły się podziać wszystkie pingwiny. Jego koledzy przesłali mu zdjęcia lotnicze wyspy Cauchon, bezludnej wulkanicznej wyspy między Madagaskarem a Antarktydą, gdzie ludzie rzadko patrzą. Zdjęcia te pokazywały ogromne, puste klify, na których jeszcze kilkadziesiąt lat temu mieszkało około 500 000 par pingwinów królewskich, które tam gniazdowały i wychowywały swoje potomstwo. Oczywiście do tej pory ta kolonia - niegdyś największa kolonia pingwinów królewskich i druga co do wielkości kolonia 18 gatunków pingwinów - zmniejszyła się o 90%. Prawie 900 tysięcy czarno-białych ptaków, osiągających wysokość 1 metra, zniknęło bez śladu. „To było po prostu niesamowite, absolutnie nieoczekiwane” - wspomina Weimerskirch.który pracuje dla francuskiej krajowej agencji badawczej CNRS.
Wraz z kolegami planował wkrótce wyruszyć na wyprawę na tę wyspę - trzecią w sumie wyprawę na wyspę i pierwszą od 37 lat - aby spróbować wyjaśnić, co się dzieje. „Musieliśmy to zobaczyć na własne oczy” - powiedział Charles Bost, ekolog w CNRS.
Przygotowując się do wyprawy badacze musieli rozwiązać logistyczne, polityczne i naukowe problemy, które od dawna nękają biologów próbujących badać ekosystemy Antarktydy. Ogromne odległości, surowa pogoda i nierówny teren sprawiały, że wyprawy tam były trudne i kosztowne. Naukowcy potrzebowali statku - i helikoptera, ponieważ oblodzone morza i skaliste wybrzeża wysp często powodowały, że lądowanie na Antarktydzie było niezwykle ryzykowne. Spełnienie rygorystycznych wymogów bezpieczeństwa biologicznego na tej kontrolowanej przez Francję wyspie - co oznacza, że naukowcom nie wolno zakłócać równowagi w delikatnych ekosystemach - wymagało skrupulatnego planowania i pracy papierkowej, które zajęły wiele miesięcy. Po przybyciu na wyspę naukowcy mieli bardzo mało czasu - zaledwie pięć dni - na przetestowanie wszystkich hipotez dotyczących wyginięcia pingwinów, w tym chorób, drapieżników i ocieplenia Oceanu Antarktycznego.
Najprawdopodobniej ci naukowcy nie będą już mieli szansy powrotu na wyspę Cauchon. „Wiedzieliśmy, że to będzie jedyna wyprawa” - wspomina biolog Adrien Chaigne, organizator ekspedycji, który pracuje dla francuskiego Parku Narodowego Terytoriów Południowych i Antarktycznych, który kontroluje wyspę. „Byliśmy pod ogromną presją”.
***
Podobne problemy od dawna nękają biologów próbujących zbadać cechy życia na Antarktydzie. Dwa wieki temu naukowcy, którzy chcieli dostać się w ten region, musieli pływać obok odkrywców, wielorybników i fokowców. Na przykład pingwiny Adélie zostały po raz pierwszy odkryte przez przyrodnika, który przyłączył się do wyprawy na południowo-wschodnią część Antarktydy w 1837 roku, prowadzonej przez francuskiego podróżnika Julesa Dumonta d'Urville, który nazwał to miejsce Adelie Land imieniem swojej żony. Ostatecznie wyprawy morskie zakończyły się sukcesem: w 1895 roku botanicy, przekonani, że żadna roślina nie przetrwałaby na lodowatej Antarktydzie, ku swemu wielkiemu zdziwieniu odkryli porosty na wyspie Possession, niedaleko wyspy Cauchon.
Dziś nowoczesne budżety badawcze, a także cała sieć polarnych stacji badawczych, sprawiły, że Antarktyda jest bardziej dostępna. Biolodzy przybyli do tego regionu, aby znaleźć odpowiedzi na szereg fundamentalnych pytań, w tym o ewolucję zwierząt, aby przetrwać w temperaturach poniżej zera, oraz w jaki sposób są zorganizowane ekosystemy na rozległym Oceanie Południowym. Zmiany klimatyczne, które uczyniły Antarktydę najszybciej zmieniającym się miejscem na Ziemi, dały początek badaniom nad zjawiskami, takimi jak ruch lodowców i zakwaszenie oceanów. Zdaniem biologa morskiego Deneba Karentza z Uniwersytetu San Francisco, potencjał do nowych odkryć sprawia, że region ten jest niezwykle atrakcyjny dla naukowców. „Jeśli naukowiec dotrze tam przynajmniej raz, zawsze będzie chciał wrócić”.
Film promocyjny:
Ale nawet dzisiaj eksploracja Antarktydy jest pełna wyzwań. „Jeśli potrzebujesz tylko dwóch godzin w domu, aby zebrać potrzebne próbki, to na Antarktydzie zajmie to 10 godzin” - wyjaśnia Karentz. Ciężka pogoda może czasem skutkować utratą cennego sprzętu. W 1987 r. Poruszający się lód morski złamał ramę z pleksi, której Karentz użył do badania mikroorganizmów pod powierzchnią wody. Musiała go zastąpić urządzeniem, które zbudowała z materiałów znalezionych w pobliskiej stacji badawczej. Na Antarktydzie powiedziała: „trzeba być kreatywnym”.
***
Weimerskirch i Bost, weterani badań na Antarktydzie, dobrze wyciągnęli te wnioski, kiedy helikopter z francuskiego statku badawczego Marion Dufresne przewiózł naukowców i 700 kilogramów sprzętu na wyspę Cauchon w listopadzie 2019 roku. Był to szczyt sezonu lęgowego pingwinów królewskich, a naukowców witały okrzyki i ćwierkanie dziesiątek tysięcy piskląt. Ale naukowcy zobaczyli również ogromne puste klify, które kiedyś były nawiedzone przez pingwiny. Według naukowców, 67 kilometrów kwadratowych wyspy było kiedyś gęsto zaludnione przez pingwiny, a teraz większość tej przestrzeni jest pusta.
Naukowcy chcieli się dowiedzieć, co doprowadziło do tak gwałtownego spadku liczebności kolonii. Pingwiny królewskie, na których żyje około 3,2 miliona ptaków na Antarktydzie, nie są bezpośrednio zagrożone. W rzeczywistości ich liczebność odradza się po kilku stuleciach polowań. W międzyczasie około połowa gatunków pingwinów na świecie jest zagrożona, a niektóre z nich niedawno stanęły w obliczu szybkiego wyginięcia. Jednak duże straty wśród stosunkowo zdrowych pingwinów wskazują na szersze zagrożenia, dlatego katastrofalna sytuacja na wyspie Cauchon wzbudziła taki niepokój wśród naukowców.
Badanie pingwinów królewskich jest stosunkowo łatwe. W przeciwieństwie do swoich lodowych odpowiedników, takich jak pingwiny cesarskie, pingwiny królewskie żyją na wyspach w pasie subantarktycznym. Oznacza to, że można je regularnie liczyć dzięki zdjęciom satelitarnym, a naukowcy mogą mieszkać w obozach w pobliżu kolonii pingwinów, aby mieć ich na oku. Podczas długiego sezonu lęgowego rodzice dzielą się między sobą obowiązkami: jeden wysiaduje jaja i karmi puszyste brązowe pisklęta, a drugi udaje się nad morze, aby łowić ryby. Według danych z elektronicznych przekaźników dołączonych do ptaków, pingwiny mogą pokonywać odległości 500 kilometrów w poszukiwaniu pożywienia.
Głównym zadaniem członków wyprawy było podłączenie takich nadajników do 10 pingwinów, aby zrozumieć, czy zmiany związane ze znajdowaniem i zdobywaniem pożywienia mogą w jakiś sposób wiązać się z taką utratą liczebności kolonii pingwinów. Nie było to łatwe. Grupa naukowców mogła poruszać się tylko po jednej dobrze wydeptanej drodze i pracować tylko na samym skraju kolonii. Naukowcom pozwolono również przykleić te nadajniki do ptasich piór.
W tym czasie inni członkowie grupy ustawiali pułapki, kamery i gogle noktowizyjne, aby monitorować zachowanie kotów i myszy, które kiedyś zostały tam wprowadzone przez wielorybników i które są znane z jedzenia jaj i polowania na pisklęta. Ponadto naukowcy zebrali pióra i wykopali kości pingwinów, które mogą służyć jako wskazówki, w tym do informowania o zmianach w diecie.
„Przez pierwsze dwa dni praca była bardzo intensywna” - mówi Shenyi. „Zrozumieliśmy, że złe warunki pogodowe mogą w każdej chwili zakończyć naszą wyprawę”. Na szczęście zespołowi naukowców udało się uniknąć poważnych burz i pod koniec piątego dnia udało im się zamocować czujniki na pingwinach i zebrać wszystkie niezbędne próbki.
***
Teraz do przetworzenia jest ogromna ilość danych. Jednak naukowcy wysunęli już kilka hipotez dotyczących przyczyn gwałtownego spadku liczebności kolonii pingwinów królewskich. Na przykład drapieżniki lądowe najwyraźniej nie odegrały w tym żadnej roli. W wyniku badania piskląt i dorosłych pingwinów, a także kości, naukowcy nie znaleźli śladów ugryzień myszy czy kotów, a zainstalowane przez naukowców kamery nie zarejestrowały ani jednego epizodu ataku. (Co ciekawe, naukowcy zauważyli również, że króliki, które tam widzieli, zniknęły z wyspy.)
Ponadto naukowcy nie znaleźli żadnych pewnych oznak, że pingwiny po prostu poszły gdzie indziej. W mniejszej kolonii na tej samej wyspie, która mogłaby służyć jako naturalne miejsce przesiedleń, było nie więcej niż 17 tysięcy par - to za mało, aby wyjaśnić gwałtowny spadek liczebności kolonii głównej. Według Bosta nie byli w stanie wykryć oznak - na przykład na zdjęciach satelitarnych - że kolonia przeniosła się na inną wyspę.
Bost twierdzi, że istnieje tylko jedno racjonalne wytłumaczenie: „Jeśli pingwinów nie ma, to są martwe”. Ale co ich zabiło?
Oczywiście nie choroba. Naukowcy czekają na wyniki końcowych analiz próbek krwi, ale na wyspie zauważyli tylko kilka chorych ptaków i kilka świeżych zwłok. „Myśleliśmy, że znajdziemy tam wiele martwych ptaków, wiele ptaków w złym stanie” - mówi Shenyi. Ale ptaki wyglądały zdrowo.
Shenyi i jego współpracownicy spekulują, że zmiany w otaczającym oceanie spowodowały, że pingwiny zaczęły pływać znacznie dalej w poszukiwaniu pożywienia. Badania innych kolonii pingwinów królewskich pokazują, że ptaki z wyspy Cauchon w poszukiwaniu pożywienia płyną zwykle setki kilometrów na południe, docierając do granicy zwanej Frontem Polarnym lub Konwergencją Antarktyczną. Na tym froncie polarnym zimne wody Antarktydy spotykają się z cieplejszymi. Pingwiny przyciąga tam różnorodność życia morskiego, a zwłaszcza obfitość głównej zdobyczy ptaków, świecących sardeli, gromadzących się w ogromnych ławicach.
Ten polarny front nie stoi w jednym miejscu. Z biegiem lat anomalie klimatyczne, takie jak oscylacja południowa El Niño lub dipol Oceanu Indyjskiego, powodują nagrzewanie się wód oceanicznych w tym regionie, a front polarny przesuwa się na południe, czyli bliżej bieguna i dalej od wyspy Cauchon. Kiedy jeden rodzic wyrusza w długą podróż w poszukiwaniu pożywienia, głód może zmusić drugiego rodzica do opuszczenia gniazda w celu znalezienia pożywienia, powodując śmierć piskląt z powodu drapieżników lub głodu. Takie długie podróże sprawiają, że pingwiny są bardziej podatne na drapieżniki i prowadzą do przepracowania. Te anomalne lata zapowiadają ocieplenie się Oceanu Południowego w ciągu następnych kilku dekad, nieustannie przesuwając front polarny dalej na południe.
Dowody na to, że ocieplenie oceanu może zagrozić pingwinom, pochodzi z badania przeprowadzonego w 2015 roku przez Bosta i jego współpracowników na mniejszej kolonii pingwinów królewskich na wyspie Possession Island, 160 kilometrów na zachód od wyspy Cauchon. Wyspa jest domem dla stacji badawczej Alfred Faure i ma mniej rygorystyczne przepisy dotyczące bezpieczeństwa biologicznego, które pozwalają naukowcom na ciągłe monitorowanie kolonii, warunków klimatycznych i oceanograficznych. W badaniu, którego wyniki zostały opublikowane w czasopiśmie Nature Communications, naukowcy przeanalizowali 124 trasy pingwinów w poszukiwaniu pożywienia, które pokonało 120 ptaków w ciągu 16 lat. Badanie wykazało, że w tamtych latach, kiedy front polarny przesunął się na południe, pingwiny musiały przepływać setki kilometrów dalej. Podczas tego okresukiedy „zaobserwowano te niekorzystne warunki”, zauważyli naukowcy, „populacja pingwinów spadła o 34%”.
Na podstawie tego badania w 2018 roku w czasopiśmie Nature Climate Change opublikowano prognozę, że ocieplenie mórz i inne zmiany środowiskowe mogą doprowadzić do spadku liczby pingwinów królewskich o połowę do końca tego wieku.
Naukowcom może nigdy nie uda się ustalić, czy ten scenariusz wyjaśnia gwałtowny spadek liczby pingwinów na wyspie Cauchon. (Inną hipotezą jest to, że kolonia ta rozrosła się do niezwykle dużych rozmiarów przez dziesięciolecia szczególnie obfitego pożywienia, a teraz skurczyła się do swoich normalnych rozmiarów). nowe wskazówki. Pięciu nadajników nadal przesyła dane i może to robić do 2021 r.
Dane przesyłane przez te urządzenia przyniosły już wiele niespodzianek: pokazują, że niektóre pingwiny szukają pożywienia nie na południe, ale na północ. Oznacza to, że pingwiny zaczęły polować na froncie subantarktycznym. „Oczywiście jest to niewielki rozmiar próby” - mówi Weimerskirch. "Ale to jest bardzo interesujące." Dane z nadajnika mogą również potwierdzać tendencję do dłuższych podróży pingwinów w poszukiwaniu pożywienia, co z kolei może wskazywać, że alarmujące prognozy dotyczące skutków zmian klimatu są w rzeczywistości dość dokładne.
Zdaniem naukowców nieoczekiwany gwałtowny spadek populacji pingwinów królewskich na wyspie Cauchon może być zwiastunem przyszłych katastrof i być może gwałtownego spadku liczby innych kolonii pingwinów. Jednak po pięciu dniach spędzonych na zimnej wyspie naukowcy są teraz zmuszeni obserwować ptaki z daleka, zdając sobie sprawę, że władze raczej nie pozwolą im wysłać tam kolejnej wyprawy w najbliższym czasie. Śmigłowce przelatujące od czasu do czasu nad wyspą, a także zdjęcia satelitarne pomogą również śledzić losy pingwinów.
Eli Kintisch