Třetí zpráva z arktické expedice JU - proběhl limnologický a algologický kurz

30. července odlétají účastníci kurzu různými spoji a setkávají se na letišti v Oslu při odbavení letu do Longyearbyenu. Jana Kvíderová sleduje let na palubě letadla na internetu a stahuje polohu letadla v čase, kdy opouští evropskou pevninu a vydává se nad otevřené moře (obr. 1).

V Longyearbyenu jsme všichni ubytováni u Tronda v Guesthaus 102 a ráno po absolvování kurzu ve střelbě nás odváží zodiak společnosti Svalbard Travel do Petunie. Připojujeme se ke zbytku geologů a klimatologů a pořizujeme fotku celé naší skupiny (obr. 2 - zleva nahoře Marjánka Pažoutová, Jeník Kavan, Vincent Lesniak, Katka Kopalová, Lukáš Veselý, Petr Kotas, Roman Juras, Josef Elster, Prashant Singh, Jana Kvíderová, Katia Pushkhareva, Daria Tashyreva, Iveta Kodádková, Linda Nedbalová, Maruška Šabacká, Dan Nývlt, Denisa Čepová, Eva Kolářová). Míla Dvořáček, kameraman nás fotí.

Hlavním programem algologické skupiny je popsání diverzity sinic a řas v různých typech sladkovodních a terestrických biotopů zátoky Petunia. Již z loňských analýz Jana Kvíderová připravila databázi, do které postupně doplňujeme letošní nálezy. Nasbírané vzorky předběžně určujeme v terénu (obr. 3 - Marjánka v akci) a následně mikroskopujeme na stanici.

Detailní popis diverzity sinic a řas společně s popisem základních ekologických parametrů je cílem algologické části kurzu polární ekologie. Jednotliví účastníci kurzu pak mají ještě speciální úkoly, propojené s jejich vědeckými projekty. Daria Tashyreva vyvinula speciální metodu fluorescenčního barvení zaměřenou na posouzení metabolického stavu buněk (intenzity respirace, poškození buněčných membrán, DNA a fotosyntetického aparátu) vláknitých sinic. Experiment zaměřený na posouzení změn metabolické aktivity sinice Phormidium během vysychání Daria demonstrovala v průběhu kurzu. Jana Kvíderová se studenty měřila diurnální cykly fotosyntentické aktivity populace vláknité řasy Zygnema. Lukáš Veselý instaluje síťky v různých tekoucích i stagnantních mělkých mokřadech (obr. 4).

Síťky postupně porůstají bentickými sinicemi a řasami, které požírají různí bezobratlí. Cílem Lukášova projektu je zjistit, které druhy sinic a řas slouží za potravu jednotlivým živočichům. Marjánka Pazourová sbírá kokální, vláknité a listové formy zelené řasy Prasiola (obr. 5).

Prasiola je jedna z nejběžnějších a ekologicky nejvýznamnějších zelených řas polárních oblastí. Její morfologická - molekulárně genetická diverzita a fytogeografické rozšíření je tématem projektu Marjánky. Petr Kotas sbírá půdní vzorky ve výškovém gradientu a v gradientu odledněné morény na posouzení rychlosti vývoje půd (obr. 6).

Katia Pushkhareva se podobně jako Petr zabývá výzkumem půd (obr. 7). Na různých stanovištích odebrala povrchovou vrstvu půdy (různě vyvinuté půdní krusty, od abiotických krust tvořených vysráženou solí, až po dobře vyvinuté biologické krusty pokryté lišejníky). Na základě složení a struktury půdních krust vytvoří ekologickou charakterizaci vývoje půdních krust. Kromě těchto projektů pokračujeme ve výzkumu podmáčené louky. Kromě experimentu s otevřenými komorami jsme se zaměřili na úlohu sinic fixujících vzdušný dusík.

Vincent Lesniak měří fotosyntetickou a nitrogenázovou aktivitu sinice Nostoc (obr. 8) a sinicový metafyton (organismy vázáné na mokrý povrch mechorostů a cévnatých rostlin) a současně kvantifikuje za pomocí několika metod celkové množství sinic a jejich druhové složení v podmáčené louce.

Na tento výzkum navazuje náš indický host Prashant Singh, specialista na identifikaci funkčních genů sinic (obr. 9). Prashant sbírá kolonie vzorky na podmáčené louce a ve všech okolních biotopech, kde se vyskytuje Nostoc. Z těchto sběrů bude následně izolovat 16s rDNA a gen pro nitrogenázovou aktivitu NifH. Cílem projektu je zjistit, zda společenstvo Nostoc je geneticky variabilní v rámci podmáčené louky a v rámci ostatních biotopů zátoky Petunia.

Hlavním cílem limnologické skupiny je studium jezer a potoků v oblasti zátoky Petunia. V případě jezer je úkolem studentů základní popis jejich morfometrických, fyzikálně-chemických a biologických parametrů, který bude sloužit jako základ plánované klasifikace těchto sladkovodních lokalit . V jezerech měříme teplotu, konduktivitu, pH a koncentraci rozpuštěného kyslíku, v případě, že dosud není dostupná batymetrická mapa, provádíme mapování s pomocí sonaru nebo kalibrované tyče (obr. 10).

Dále odebíráme vzorky na chemickou analýzu jezerní vody, která bude provedena po návratu do ČR. Pro základní představu o oživení volné vody jezer odebíráme vzorky planktonní sítí (obr. 11), které studenti na chatě dokumentují formou mikrofotografií.

Ve vybraných jezerech jsou umístěny dataloggery, které v hodinových intervalech zaznamenávají teplotu vody a poskytnou tak detailní data o teplotním režimu. Shrnutí diverzity jezer z hlediska jejich fyzikálně-chemických podmínek by mělo být cílem bakalářské práce Denisy Čepové (obr. 12).

Na loňský projekt Hanky Medové věnovaný aerobním anoxygenním fototrofním bakteriím (AAP) letos navazuje Eva Kolářová (obr. 13), která kromě měření koncentrace bakteriochlorofylu v jezerních vzorcích provedla několikadenní experiment testující vliv přídavku fosforu na početnost těchto organismů.

Ve srovnání s loňským rokem jsme se letos navíc ve spolupráci s Danielem Nývltem věnovali také odběru jezerních sedimentů pro studium historického vývoje jezer v této oblasti. Jádra jsme odebrali v mělkých jezerech Brucebyen a Ebba, a také v gradientu mořských teras, kde už jezera zanikla. Tato práce by měla mimo jiné poskytnout informaci o změnách úrovně mořské hladiny. Jako velmi zajímavé z hlediska paleolimnologického výzkumu se jeví jezero Garmaksla, které leží nejvýše z námi studovaných jezer (obr. 14).

Podařilo se zde odebrat 60 cm dlouhé jádro, které se vyznačuje poměrně výraznou laminací a vysokým podílem organické hmoty. Jádro jsme přímo na lokalitě nařezali v centimetrových intervalech, vzorky jsme zvážili a připravili k transportu do ČR. Při práci na potocích jsme se soustředili zejména na potok Elsa, který jsme dvakrát detailně proměřili (průtoky pomocí přístroje FlowTracker, teplota, konduktivita) v celém profilu. Zpracování těchto dat je mimo jiné úkolem Romana Jurase, který se také bude zabývat stopováním zdroje vody na základě izotopových analýz (obr. 15).

Na stejných místech potoka Elsa odebrali vzorky pro analýzu druhového složení sinic a řas algologové. Podrobně jsme se věnovali také divočícímu toku pod ledovcem Bertil, kde bylo dvakrát provedeno detailní mapování reliéfu s cílem zachytit dynamiku překládání koryt, což je hlavním cílem projektu Ivety Kodádkové. Stejně jako v loňském roce jsme se věnovali také studiu mořského prostředí - na pěti místech v zátoce Petunia jsme měřili profily teploty, salinity a rozpuštěného kyslíku ve svrchních 10 metrech vodního sloupce a odebírali jsme vzorky planktonu (obr. 16), které jsme posléze pozorovali pod mikroskopem.

Josef Elster a Linda Nedbalová, Přírodovědecká fakulta JU, 20. 8. 2012