Längs den antarktiska kusten, Isberg bryter sig regelbundet loss från glaciärer och störtar ner i det näringsrika vattnet nedanför. Bären av strömmar och vind, dessa isberg skrapar sedan längs botten av havsbotten, utplåna de marina samhällena på deras vägar. Dessa kraftfulla händelser kastar marina ekosystem i kaos, orsakar massiva dödsfall i de drabbade områdena. Forskare dök nyligen in i denna fientliga miljö för att registrera de fantastiska ekologiska förändringar som äger rum. Deras resultat publicerades i Havsmiljöforskning tidigare i år.

Studien undersökte grunderna intill den västra Antarktiska halvön, ett område som är starkt stört av isskurning – när isberg bryter av från glaciärer och river havsbotten. Den presenterar sambanden mellan dessa ekosystemstörningar och strukturen hos sammansättningar - de grupper av organismer som lever i det omgivande samhället.

Störningar har studerats brett och anses vara en avgörande faktor för ett områdes artrikedom och mångfald. Dock, denna studie sticker ut i sitt tillvägagångssätt. Pratar med GlacierHub, huvudförfattaren Ben Robinson förklarade hur forskargruppen byggde på tidigare studier för att utveckla en mer omfattande förståelse för vilka faktorer som påverkar återbefolkningen av ett område efter en störning.

Även om Antarktis kan ses som en fientlig miljö, Södra oceanen är faktiskt näringsrikt och hem för mångsidigt marint liv. För att studera hur störningar formar dessa marina samhällen, dykare och fjärrmanövrerade robotar doppade i det iskalla vattnet i södra oceanen. De samlade in data om hur två olika grupper av arter som lever längs havsbotten reagerar på störningar av isskuring. En grupp är mobil, och den andra gruppen, bryozoa, är stationär. Bryozoer är intressanta små ryggradslösa djur, kända för att vara filtermatare och hermafroditer. Bilder på Robinsons forskningsexpeditioner visar sjöstjärnor, som förgriper sig på bryozoer, utspridda över den steniga havsbotten.

Studien fann att de mobila och stationära arterna påverkades olika av isskur. Robinson och hans medförfattare drog slutsatsen att tre störningsfaktorer måste studeras för att fullt ut förstå hur störningar påverkar organismerna i ett samhälle. Dessa störningsfaktorer inkluderar tiden mellan störningshändelser, och om störningshändelser inträffar i nära anslutning till varandra eller över ett större område.

Robinson tror att förståelse av störningar och sammansättningsstruktur ger insikt i hur ett ekosystems näringsnät fungerar. Han förklarade att störningshändelser potentiellt är kopplade till lägre artrikedom. När det finns färre störningar och bytet är rikligt, fler rovdjursarter flyttar in; omvänt, när störningar orsakar att bytesarter dör ut, rovdjursarter påverkas också.

Robinson bodde i Antarktis i tre år, arbetade som marinbiolog för British Antarctic Survey. Forskningen han utförde under denna tid resulterade i den här artikeln, som hämtades från ett kapitel av Robinsons Ph.D. avhandling, och bidrar till en bredare diskussion om störningar. Medan de inte längre bor i det kalla Antarktis, han planerar fortfarande att fortsätta att analysera sina data, denna gång med tanke på hur störningar påverkar ett större område eller djupare delar av havet.

Robinson hoppas att resultaten av denna studie kommer att hjälpa forskare att förstå andra störningshändelser. Han och hans medförfattare tror att hur marint liv i Antarktis reagerar på isskur på olika sätt ger insikt i hur ett skogsekosystem kan reagera på brand. Författarna tror att deras resultat ger ytterligare bevis för en hypotes som publicerades i en artikel från 2017, som förklarade hur "bara med tanke på tiden sedan branden i skogar inte kommer att fånga den fulla effekten av störningen." De hoppas få se deras metod för att studera flera störningsfaktorer tillämpas på andra händelser som skogsbränder.

Pratar med GlacierHub, Robinson betonade också vikten av att förstå störningshändelser och sammansättningsstruktur i ljuset av klimatförändringar. Klimatförändringarna förändrar drastiskt det antarktiska landskapet. Dock, dessa förändringar är inte bara estetiska – retirerande glaciärer kommer sannolikt att orsaka betydande förändringar av störningsregimer.

Det är inte bara glaciärer som påverkas; havsisen tappar också som ett resultat av förändrade vindmönster och klimatförändringar, Robinson förklarade. Han beskrev hur "normalt när havsisen fryser över är det inte mycket störningar, men havsisen har minskat." Med mindre havsis för att förhindra isberg från att störta ner i marina ekosystem, Robinson säger på "kort sikt, du får mycket mer störningar."

• 
• 
• 

Brian Buma, en biolog vid Alaska Climate Adaptation Science Center vid University of Alaska, bekräftade att klimatförändringar gör förståelsen av störningshändelser mer brådskande eftersom "vi inte kan anta typiska processer för störningar och sedan återhämtning." Med andra ord, klimatinducerade förändringar i störningar gör ekosystemens motståndskraft mycket mer osäker.

Andrew Constable, en marin ekolog för den australiensiska regeringen, och en huvudförfattare till IPCC:s sjätte utvärderingsrapport, väckte vissa farhågor om metodiken som används av Robinson och hans medförfattare. Constable trodde att studiens användning av två mycket distinkta arter - en mobil och en stationär - gjorde det svårare att förstå.

Dock, Buma tyckte att deras metod var "enkel, " och sa "det kommer att bli underbart att se hur länge författarna kan hålla igång studien." Buma sa att resultaten överensstämde med vad du skulle se i "alla andra mer typiskt studerade störningssystem." Han tyckte också att det var lämpligt att Robinson och hans medförfattare drog kopplingar mellan isskur och skogsbränder. Han sa att genom att göra det "kopplar de sin studie till en bredare teori." Han uppskattade att författarna kopplade ihop olika typer av störningar, att säga "det borde vara vanligt att jämföra störningstyper, för endast genom att förena över störningar kan vi någonsin komma till en teori om störningsekologi. Det är fortfarande svårfångat."

Resultaten av kyliga dyk i det blå vattnet i södra oceanen har potential att informera om sambanden mellan störningshändelser och sammansättningsregimer i länder med mycket olika klimat och ekosystem. Eftersom klimatförändringarna hotar ekosystemen runt om i världen, denna studie fungerar som en viktig påminnelse om skönheten, bräcklighet, och sammanlänkningen av denna planet.

Den här historien är återpublicerad med tillstånd av Earth Institute, Columbia University http://blogs.ei.columbia.edu.