Extrémní ekosystémy. Ledovcové želvušky ukazují, jak přežít klimatické změny

Mikroskopické organismy stojí na vrcholu tamního potravního řetězce a hrají důležitou roli ve stabilitě a dynamice ledovcových ekosystémů. Jako konzumenti bakterií a řas regulují základní procesy, které přispívají k tání a růstu ledovců, a tím ovlivňují celý ekosystém.

Navzdory miniaturní velikosti a teoretickým možnostem migrace na velké vzdálenosti ale genetický výzkum jejich rozmanitosti napříč Arktidou odhalil, že populace jsou na jednotlivých ledovcích silně izolované jedna od druhé.

„Jedním z nejpřekvapivějších výsledků výzkumu ovšem je jejich obrovská odolnost vůči klimatickým změnám,“ konstatoval vedoucí výzkumu Karel Janko z Ústavu živočišné fyziologie a genetiky AV ČR.

Genetická analýza severských populací prokázala, že musely lokálně přežít rozsáhlé odlednění, ve Skandinávii v období holocénu, tedy před 8–5 tisíci lety. Pravděpodobně se uchýlily do malých jižních ledovcových refugií neboli útočišť, odkud se rozšířily na vznikající ledovce v okolí.

„Tento paradox, extrémní specializace na život na ledovcích a současně schopnost přežívat období bez ledu, nám ukazuje, jak odolné a přizpůsobivé mohou tyto mikroorganismy být,“ zdůraznil Janko.

Objev úzké specializace a odolnosti želvušek, které si vysloužily přezdívku odolní specialisté, podle něj naznačuje, že mohou hrát klíčovou roli ve stabilitě a dynamice ledovcových ekosystémů.

Vědci předpokládali, že želvušky budou na ledovcích spíše náhodnými kolonisty, které tam často i na velkou vzdálenost přinesly větry nebo ptáci a že tak budou spíše vytvářet homogenní populace.

„Ale ony zůstaly s nadsázkou každá na svém ledovci,“ podotkl. Vědce překvapila tak vysoká míra izolace. Podle něj naznačuje, že želvušky mohou být specializované na lokální podmínky konkrétních ledovců.

Tento objev tak zásadně mění chápání toho, jak fungují ledovcové ekosystémy. „Ukazuje se, že populace želvušek jsou natolik přizpůsobené místním podmínkám, že ztráta každého ledovce by vedla k nenahraditelné ztrátě genetické diverzity i jedinečných adaptací,“ varoval.

Bez pochopení historie jejich populací odborníci dosud vůbec netušili, jak probíhají nebo zda vůbec existují lokální adaptace těchto organismů na extrémní podmínky jednotlivých ledovců. Objev má zásadní dopad na naše pochopení vlivu mikroorganismů na globální změny klimatu, zejména v kontextu globálního oteplování a úbytku ledovců.

„Výzkum nám tedy poskytuje zásadní vhled do jejich ekologie a může pomoci lépe předpovědět budoucí vývoj těchto ekosystémů v kontextu globálního oteplování,“ doplnil Janko.

Projekt vedený Ústavem živočišné fyziologie a genetiky AV ČR trval více než deset let a zahrnoval úzkou spolupráci s Univerzitou v Poznani, Jihočeskou univerzitou, Ostravskou univerzitou a Ústavem půdní biologie a biogeochemie Biologického centra AV ČR.