Vilken typ av liv förknippar du med Antarktis? Pingviner? Tätningar? valar?

Faktiskt, livet i antarktiska vatten är mycket bredare än så här, och förvånansvärt varierande. Gömd under täcket av havsis under större delen av året, och lever i kallt vatten nära havsbotten, är tusentals unika och färgglada arter.

Vår forskning har genererat nya tekniker för att kartlägga var dessa arter lever, och förutsäga hur detta kan förändras i framtiden.

Biologisk mångfald är naturens mest värdefulla resurs, och kartläggning av hur den är fördelad är ett avgörande steg för att bevara liv och ekosystem i Antarktis.

Överraskningar på havsbotten

Havet som omger den antarktiska kontinenten är en ovanlig plats. Här, vattentemperaturen når under fryspunkten, och havet är täckt av is under större delen av året.

Även om det är allmänt känt för sina massiva isberg och ikoniska pingviner, Antarktis bäst bevarade hemlighet ligger på havsbotten långt under havsytan. I denna avlägsna och isolerade miljö, en unik och mångsidig gemenskap av djur har utvecklats, hälften av dem finns inte någon annanstans på planeten.

Färgglada koraller och svampar täcker havsbotten, där stenar ger hårt underlag för fastsättning. Dessa varelser filtrerar vattnet efter mikroskopiska alger som sjunker från havsytan under den mycket produktiva sommarsäsongen mellan december och mars.

I tur och ordning, dessa livsmiljöbildande djur ger strukturen för alla typer av rörliga djur, som fjäderstjärnor, sjöstjärnor, kräftdjur, havsspindlar och gigantiska isopoder (marina motsvarigheter till "slater" eller "trälöss").

Den antarktiska havsbotten är också hem för en unik grupp fiskar som har utvecklat proteiner för att stoppa deras blod från att frysa.

Att kartlägga biologisk mångfald är svårt

Biologisk mångfald är en term som beskriver mångfalden av alla livsformer på jorden. Den aldrig tidigare skådade förlusten av biologisk mångfald är en av vår tids största utmaningar. Och trots sin avlägsenhet, Antarktis biologiska mångfald är inte skyddad från mänsklig påverkan genom klimatförändringar, föroreningar och fiske.

Även om forskare i stort sett har känt till Antarktis unika marina biologiska mångfald under en tid, vi saknar fortfarande kunskap om var varje art lever och var viktiga hotspots för biologisk mångfald finns. Detta är ett problem eftersom det hindrar oss från att förstå hur ekosystemet fungerar – och gör det svårt att bedöma potentiella hot.

Varför vet vi inte mer om utbredningen av antarktiska marina arter? Först och främst, eftersom provtagning på havsbotten några tusen meter under ytan är svårt och dyrt, och den antarktiska kontinentalsockeln är vidsträckt och avlägsen. Det brukar ta den australiensiska isbrytaren Aurora Australis tio dagar att nå den isiga kontinenten.

För att få ut det mesta av de glesa och ojämna biologiska data som vi har, i vår forskning drar vi nytta av det faktum att arter vanligtvis har en uppsättning föredragna miljöförhållanden. Vi använder arternas förhållande till sin miljö för att bygga statistiska modeller som förutsäger var arter är mest sannolika att förekomma.

Detta gör att vi kan kartlägga deras utbredning på platser där vi inte har några biologiska prover och bara miljödata. Kritiskt, Hittills har viktiga miljöfaktorer som påverkar utbredningen av havsbottenarter saknats.

Använda förutsägelser för att göra en karta

I en nyligen genomförd studie, vi kunde förutsägande kartlägga hur mycket mat från havsytan som var tillgänglig för konsumtion av koraller, svampar och andra upphängningsmatare vid havsbotten.

Även om biologiska prover fortfarande är få, detta gjorde det möjligt för oss att kartlägga fördelningen av havsbottens biologiska mångfald i en region i östra Antarktis med hög noggrannhet.

Ytterligare, uppskattningar av hur och var tillgången på mat ökade efter att toppen av en massiv glaciär bröts av och förändrade havsförhållanden i regionen gjorde det möjligt för oss att förutsäga var överflöd av livsmiljöer som bildar fauna som koraller och svampar kommer att öka i framtiden.

Antarktis är en av få regioner där den totala biomassan av havsbottendjur sannolikt kommer att öka i framtiden. Ishyllor som drar sig tillbaka ökar mängden lämpliga livsmiljöer och tillåter mer mat att nå havsbotten.

För första gången i historien, vi har nu informationen, beräkningskraft och forskningskapacitet för att kartlägga fördelningen av liv på hela kontinentalsockeln runt Antarktis, identifiera tidigare okända hotspots för biologisk mångfald, och bedöma hur den unika biologiska mångfalden i Antarktis kommer att förändras i framtiden.

Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.