Charlie Heck บรรณาธิการข่าวมัลติมีเดียที่มูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติสหรัฐอเมริกาได้มีส่วนร่วมในบทความนี้เพื่อมีการใช้ชีวิตวิทยาศาสตร์Voices Expert: Op-Ed & Insights-
การเดินทางไปยังเมืองใกล้กับจุดสูงสุดของโลกทีมนักวิทยาศาสตร์กำลังศึกษาสิ่งมีชีวิตที่ด้านล่างของห่วงโซ่อาหารทางทะเล - สาหร่ายกล้องจุลทรรศน์ ใน Barrow, Alaska นักนิเวศวิทยาทางทะเลกำลังเดินทางข้ามน้ำแข็งทะเลซึ่งเป็นภูมิทัศน์ที่โดดเด่นที่ดูเหมือนจะเป็นทีมที่มีชีวิตทางทะเล ด้วยการสนับสนุนจากมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติสหรัฐอเมริกา (NSF) Craig Aumack แห่งมหาวิทยาลัยโคลัมเบียและผู้ทำงานร่วมกันของเขาได้มาถึงน้ำแข็งเพื่อสอบสวนสาหร่ายเชื่อมต่อกับระบบนิเวศทางทะเลอย่างไรและสิ่งมีชีวิตทางทะเลใดขึ้นอยู่กับมัน
สาหร่ายบางตัวอาศัยอยู่ในน้ำแข็งตลอดฤดูหนาวบานเมื่อฤดูใบไม้ผลิแสงแดดเริ่มต้นรอบการเจริญเติบโตและในที่สุดก็อพยพลงไปที่ด้านล่างของน้ำแข็งและเข้าสู่คอลัมน์น้ำที่พวกเขาให้แหล่งอาหารที่มีคุณค่าทางโภชนาการแก่สิ่งมีชีวิตทางทะเลหลายชนิด การก้าวไปข้างหน้าสภาพภูมิอากาศที่เปลี่ยนแปลงอาจหมายถึงการหยุดชะงักในรอบนั้น
ในแถบอาร์กติกสาหร่ายอาจถูกพิจารณาว่าเป็น "นกขมิ้นในเหมืองถ่านหิน" สำหรับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ Aumack กล่าวว่าจุลินทรีย์เป็นผู้รักษาโรคในช่วงต้นของระบบนิเวศที่เปลี่ยนแปลง -สาหร่ายอาร์กติกโบราณบันทึกการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศใน 'แหวนต้นไม้'-
ด้านล่าง AUMACK จัดเตรียม Q+A พร้อมบริบทสำหรับการวิจัย เรียนรู้เพิ่มเติมในเรื่องนี้วิดีโอด้านล่างและดูภาพจากการศึกษาภาคสนามใน "สาหร่ายน้ำแข็งทะเลเป็นหลักของห่วงโซ่อาหารอาร์กติก (แกลเลอรี่-
NSF:คุณช่วยให้เราทราบได้ไหมว่าวันปกติในอลาสก้าเป็นอย่างไรสำหรับคุณและทีมงานของคุณ?
Aumack:วันปกติของการทำงานภาคสนามจะเริ่มขึ้นเมื่อเย็นวันก่อนหน้านี้เมื่อเราหารือเกี่ยวกับแผนการสุ่มตัวอย่างจากนั้นจัดระเบียบวัสดุและอุปกรณ์ที่เราต้องการบนน้ำแข็งในวันรุ่งขึ้น สิ่งแรกในเช้าวันรุ่งขึ้นเราทำอาหารกลางวันเป็นกลุ่มสำหรับสนามซึ่งมักจะประกอบด้วยซุปแครกเกอร์บาร์กราโนล่าและของว่างอื่น ๆ ที่สามารถบริโภคได้อย่างง่ายดายด้วยมือที่สวมถุงมือ หลังจากนั้นเราออกเดินทางไปยังพื้นที่จัดแสดง (คลังสินค้าที่เก็บอุปกรณ์สนามทั้งหมด) ที่เราเก็บเลื่อนด้วยอุปกรณ์ทั้งหมดของเราและเหมาะสำหรับการทำงานบนน้ำแข็งทะเล จากนั้นด้วยไกด์และผู้พิทักษ์หมี (มืออาชีพที่ได้รับการฝึกฝนมาพร้อมกับนักวิจัยเพื่อปกป้องทีมจากหมีและเพื่อให้ความรู้แก่พวกเขาเกี่ยวกับความปลอดภัยของหมี) เราใช้เครื่องหิมะเพื่อข้ามน้ำแข็งทะเลไปยังไซต์สนามของเรา เมื่อไปถึงที่นั่นเรามักจะทำตามแผนการเตรียมไว้ล่วงหน้าสำหรับการสุ่มตัวอย่างน้ำแข็งรวมถึงน้ำและตะกอนใต้น้ำแข็ง ซึ่งรวมถึงการเจาะแกนน้ำแข็งโดยใช้อวนเพื่อสุ่มตัวอย่างคอลัมน์น้ำปรับใช้การจับตะกอนเพื่อจับสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในตะกอนและใช้ระบบกล้องสำหรับถ่ายทำใต้น้ำแข็ง เมื่อรวบรวมตัวอย่างทั้งหมดแล้วเราจะเก็บเลื่อนและมุ่งหน้ากลับไปที่ห้องแล็บที่มีการจัดเรียงตัวอย่างประมวลผลและเก็บไว้สำหรับการวิเคราะห์ห้องปฏิบัติการในอนาคต โดยปกติแล้วจะเป็นวันที่ยาวนานเริ่มต้นเวลาประมาณ 8:00 น. และยั่งยืนจนถึง 8:00 น. ถึง 21:00 น. มันมักจะใช้เวลาเพิ่มอีก 1 ถึง 2 วันในห้องปฏิบัติการเพื่อประมวลผลตัวอย่างที่เรารวบรวม จากนั้นเราก็ออกไปอีกครั้งและเก็บตัวอย่างสดใหม่เพราะในช่วงฤดูใบไม้ผลิอาร์กติกเงื่อนไขเปลี่ยนไปอย่างรวดเร็วภายในน้ำแข็ง
มันหนาวและลมไม่สามารถคาดเดาได้ ความเร็วลมและความเร็วเปลี่ยนไปอย่างรวดเร็ว สภาพอากาศเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วและคุณจะต้องตระหนักถึงสิ่งนั้นเสมอ แน่นอนว่าคุณไม่ต้องการอยู่ไกลเกินไปหากความเร็วลมเพิ่มขึ้นอย่างฉับพลันและเกิดขึ้น คุณต้องระวังว่าสภาพแวดล้อมที่เรากำลังทำอยู่ในความเป็นจริงน้ำแข็งทะเลและมันกำลังเปลี่ยนแปลงไปตามที่เรายืนอยู่ เรากลัวว่าเราจะล้มลงหรือไม่? ไม่ แต่มีรอยแตกที่อยู่ข้างหลังเราหรือไม่? ใช่. คุณต้องคำนึงถึงแง่มุมนั้นเสมอ มันเพิ่มความตื่นตัวของการทำงานภาคสนามบนน้ำแข็งในทะเล
NSF: สิ่งมีชีวิตใดที่ขึ้นอยู่กับสาหร่ายในระบบนิเวศทางทะเล?
CA:คำถามที่ยอดเยี่ยมและคำถามที่ตอบไม่ง่าย จริงๆแล้วมันเป็นพื้นฐานของการวิจัยของเราดังนั้นนั่นคือสิ่งที่เราพยายามค้นหา สาหร่าย (ทั้งในคอลัมน์น้ำและในน้ำแข็งในทะเล) เป็นฐานของเว็บอาหารในระบบนิเวศทางทะเลของอาร์กติกใกล้ชายฝั่งและดังนั้นจึงจำเป็นสำหรับการรักษาประสิทธิภาพสูงของสภาพแวดล้อมอาร์กติก อย่างไรก็ตามเรากำลังพยายามแยกแยะความสำคัญของสาหร่ายน้ำแข็งในทะเลเมื่อเทียบกับสาหร่ายที่อาศัยอยู่ในน้ำสำหรับผู้บริโภคประเภทต่าง ๆ (สิ่งมีชีวิตที่ได้รับพลังงานโดยการบริโภคสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ) เรามีหลักฐานบางอย่างที่แสดงให้เห็นว่าสิ่งมีชีวิตของผู้บริโภคหลายชนิดตั้งแต่นักล่าเซลล์เดียวในน้ำไปจนถึงหนอนและกุ้งที่อาศัยอยู่ในตะกอนชอบกินสาหร่ายน้ำแข็งกับสาหร่ายชนิดอื่น ๆ เป็นไปได้ว่าสาหร่ายน้ำแข็งมีคุณค่าทางโภชนาการมากขึ้น เรายังคงตรวจสอบว่าการตั้งค่านี้เป็นการพึ่งพาที่จำเป็นหรือไม่และชุมชนผู้บริโภคจะตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพน้ำแข็งในทะเลหากสาหร่ายน้ำแข็งมีความอุดมสมบูรณ์น้อยลง
NSF:ความแตกต่างระหว่างสาหร่ายน้ำแข็งที่อยู่อาศัยและสาหร่ายที่เติบโตในคอลัมน์น้ำคืออะไร?
CA:สาหร่ายที่พบในน้ำแข็งในทะเลโดยทั่วไปค่อนข้างแตกต่างจากที่พบในน้ำ แต่ละกลุ่มได้รับการดัดแปลงให้เจริญเติบโตภายใต้เงื่อนไขที่พวกเขาอาศัยอยู่สาหร่ายน้ำแข็งมักจะได้มาจากสาหร่ายที่อยู่อาศัยตะกอน แต่เดิมและพวกเขาสามารถติดและเคลื่อนที่ไปรอบ ๆ พื้นผิว สาหร่ายคอลัมน์น้ำมีมากขึ้นในการจมและได้พัฒนากลยุทธ์ที่แตกต่างกันเพื่อรับมือกับการใช้ชีวิตในสภาพแวดล้อมที่เคลื่อนไหวและของเหลว
NSF:น้ำแข็งที่คุณทำงานด้วยความหนาแค่ไหน? เครื่องมือที่คุณใช้ในการเข้าถึงสาหร่ายมีอะไรบ้าง?
CA:มันแตกต่างกันไปทุกปีและเห็นได้ชัดว่าในช่วงฤดูร้อน โดยเฉลี่ยแล้วน้ำแข็งในทะเลมีความหนาประมาณ 1.5 เมตรถึง 2 เมตรในระหว่างสาหร่ายทะเล-น้ำแข็ง เรารวบรวมคอร์ออกจากชั้นน้ำแข็งนี้โดยใช้น้ำแข็งซึ่งเป็นเหมือนการเจาะที่ใหญ่และกลวง มันเจาะถังน้ำแข็งที่ไปจนถึงอินเทอร์เฟซน้ำแข็ง
NSF:ชุมชนที่อยู่อาศัยน้ำแข็งแห่งนี้มีส่วนร่วมในชีวิตทางทะเลพื้นฐาน?
CA:ชุมชนที่อยู่อาศัยน้ำแข็งสร้างขึ้นภายในน้ำแข็งในฤดูใบไม้ผลิ สิ่งนี้แสดงให้เห็นถึงทรัพยากรอาหารที่มีคุณค่าทางโภชนาการสำหรับชีวิตทางทะเลภายใต้น้ำแข็ง แต่ส่วนใหญ่จะมีให้สำหรับสิ่งมีชีวิตที่อยู่ภายใต้สิ่งมีชีวิตหลังจากที่มันหายไปจากน้ำแข็งทะเล การสูญเสียวัสดุสาหร่ายจากน้ำแข็งเกิดขึ้นในพัลส์ขนาดใหญ่ที่อาจใช้เวลาเพียงไม่กี่วันในปลายฤดูใบไม้ผลิ พัลส์เหล่านี้เป็นผลมาจากแสงที่เพิ่มขึ้นความร้อนของน้ำแข็งและการเคลื่อนไหวที่ใช้งานโดยสาหร่ายออกจากน้ำแข็งเข้าไปในคอลัมน์น้ำ มีงานวิจัยหลายชิ้นชี้ให้เห็นว่าสิ่งมีชีวิตจำนวนมากตั้งแต่หนอนหน้าดินไปจนถึงครัสเตเชียนทะเลได้ปรับวงจรชีวิตของพวกเขาเพื่อใช้ประโยชน์จากวัสดุอินทรีย์ออกจากน้ำแข็งในทะเล
NSF:การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศจะส่งผลต่อสาหร่ายประเภทนี้ได้อย่างไร?
CA:นอกเหนือจากการสูญเสียที่อยู่อาศัยของน้ำแข็งแล้วเรายังแสดงให้เห็นว่าสภาพภูมิอากาศในท้องถิ่นสามารถมีความหมายอย่างมากต่อชุมชนน้ำแข็งทะเล ความอุดมสมบูรณ์ความหลากหลายคุณภาพโภชนาการและความเร็วในการจมของวัสดุน้ำแข็งทะเลมีแนวโน้มที่จะได้รับอิทธิพลอย่างมีนัยสำคัญจากปริมาณของหิมะที่วางอยู่ในพื้นที่ซึ่งตัวมันเองส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับสภาพภูมิอากาศในท้องถิ่น
NSF:ทำไมคุณถึงตื่นเต้นที่จะจับแมงกะพรุนที่โดดเด่นในวิดีโอ?
CA:เรามีหลักฐานวิดีโอมากมายระบุว่าสิ่งเหล่านี้เยลลี่ว่ายน้ำไปด้านล่างลากหนวดในช่องปากของพวกเขาข้ามตะกอน เราตั้งสมมติฐานว่านี่เป็นการปรับพฤติกรรมของเยลลี่เพื่อกินหญ้าบนวัสดุที่ตกลงมาจากน้ำแข็งทะเลและสะสมตามพื้นทะเล เพื่อทดสอบสมมติฐานนี้เราจำเป็นต้องจับแมงกะพรุนบางอย่างสิ่งที่ทำให้เราหลบหนีไปจนถึงวันนั้น
NSF: ขั้นตอนต่อไปในการวิจัยของคุณคืออะไร?
CA:ขณะนี้เรามีความสนใจในการวิจัยของเราต่อไปเกี่ยวกับความสำคัญของสาหร่ายน้ำแข็งต่ออาหารของผู้บริโภคที่มีน้ำแข็งรวมถึงการมีส่วนร่วมของสาหร่ายน้ำแข็งต่อปีใกล้กับชายฝั่งทะเลอาร์กติก นอกจากนี้เรามีความสนใจว่าระบบนิเวศจะได้รับผลกระทบอย่างไรหากสาหร่ายน้ำแข็งมีน้อยกว่าและถูกแทนที่ด้วยสาหร่ายที่เติบโตในน้ำ
ติดตามปัญหาเสียงและการอภิปรายทั้งหมดของผู้เชี่ยวชาญ - และกลายเป็นส่วนหนึ่งของการสนทนา - บนFacebook-TwitterและGoogle+- มุมมองที่แสดงเป็นของผู้เขียนและไม่จำเป็นต้องสะท้อนมุมมองของผู้จัดพิมพ์ บทความฉบับนี้ได้รับการเผยแพร่ครั้งแรกเมื่อวิทยาศาสตร์สด-
