Světlo v hlubinách: Vědci odhalili tajemství polárních moří

- Příroda autor: Jan Toman

Polární noc nepředstavuje problém jen pro dobrodruhy a obyvatele oblastí ve vysokých zeměpisných šířkách. Několik měsíců téměř úplné tmy, kdy slunce ani nevykoukne nad obzor, spolehlivě ukládá ke spánku i zdejší přírodu. Ještě výraznější následky než pro suchozemské ekosystémy má polární noc pro přilehlá moře. 

Stovky metrů pod povrchem oceánu najdete bioluminiscentní organizmy jako je tato žebernatka

Stovky metrů pod povrchem oceánu najdete bioluminiscentní organizmy jako je tato žebernatka,zdroj: Stuart Thomson/University of Delaware

Řasy a další fotosyntetické organismy končí kvůli nedostatku světla svou činnost a celý navazující potravní řetězec pomalu vyhasíná. Do dalšího roku vydrží jen odolná stádia místních organismů, která, spolu s vracejícími se osadníky, celý ekosystém znovu na jaře nastartují.

Kromě několika málo bakterií a prvoků, kteří světlo k životu nepotřebují, se život pod vodní hladinou téměř zastaví. Taková alespoň donedávna panovala představa o průběhu polární noci v severských oceánech. Nyní se ale ukazuje, že jsou polární moře i v zimních měsících daleko aktivnější, než se kdo odvažoval hádat. Důležitou roli v tom hraje bioluminiscence, vyzařování světla místními organismy.

Vizuální orientace není důležitá jen pro suchozemce. Dobrý výhled je základním kamenem úspěšného lovu i pro mořské predátory. Není proto divu, že se kořist pod vodní hladinou snaží své pronásledovatele nejrůznějšími způsoby zmást a setřást – například průsvitným tělem, maskovacím zbarvením, sdružováním do velkých hejn nebo rychlým úprkem.

Svítit i bez světla

S tím souvisí i fakt, že se v hlubinách všech oceánů nápadně snižuje aktivita místních obyvatel a rychlost jejich metabolismu. Hranice je přitom poměrně ostrá a typická pro konkrétní oblasti. Za vším zřejmě stojí světlo: Tam, kde není vidět, není ani třeba rychle prchat. Predátoři zde raději volí vyčkávací strategie nebo lákají svou kořist do pastí.

Podobná pravidla by tedy měla platit i pro polární, od slunce odříznuté, oceány. Nebo ne? Mořské organismy mají ještě jednu možnost, jak osvítit své okolí – bioluminiscenci. Ať už pro ni využívají své vlastní energetické zdroje a orgány, nebo navázali spolupráci s bioluminiscentními bakteriemi, záření je schopna vydávat celá řada menších i větších mořských tvorů.

Obecně platí, že množství záření v dané hloubce závisí na intenzitě pronikajícího slunečního světla, která se zvyšující se hloubkou klesá, a množství bioluminiscentních organismů. Nezanedbatelnou roli ovšem hraje i jejich aktivita, která může být při velké populační hustotě dále vybuzena vzájemnými střety blikajících organismů. Studium bioluminiscentních společenstev tak není vůbec snadné.

Právě na tomto místě do hry vstoupila skupina amerických a norských badatelů, kteří se rozhodli zmapovat bioluminiscentní společenstva v okolí norských Špicberků. Jak se už dlouho ukazuje, hlavní zářící složkou je bioluminiscentních společenstev jsou mikroskopické až drobné organismy obývající vodní sloupec – plankton. Jeho složení a hustota se ovšem může v různých hloubkách výrazně lišit.

Tajemná záře z hlubin

Nejnovější kolo výzkumu se odehrálo v zálivu s přiléhavým jménem Kongsfjord. Výzkumníci měřili světlo v různých hloubkách. Část přicházela ze zdrojů nad hladinou, značný podíl ovšem obstarali místní obyvatelé. Charakter záblesků vědcům následně pomohl určit i jejich původce.

Těsně pod hladinou převládali mezi bioluminiscentními organismy prvoci ze skupiny obrněnek. Mezi 20 a 40 metry hloubky ovšem začali převládat korýši klanonožci. Tato skupina s rostoucí hloubkou zvyšovala své zastoupení až k úplné dominanci v nejvyšší měřené hloubce 100 metrů. Ve větších hloubkách mezi původci záření také přibývaly éterické medúzy připomínající žebernatky a další korýši.

Nejvýznamnějším objevem je ovšem znatelný zlom ve složení bioluminiscentního společenstva mezi 20 a 40 metry. Jedná se totiž přesně o tu hloubku, kde záření z místních zdrojů získává navrch nad světlem přicházejícím svrchu. V 40 metrech činí zhruba 85 procent a pod 60 metrů už zcela dominuje s více než 98 procent.

Podobné přechodné zóny přitom mívají největší biodiverzitu a hrají velkou roli ve fungování ekosystémů. Důležitost přechodné bioluminiscentní zóny navíc roste se zeměpisnou šířkou a délkou polární noci, kterou musí místní obyvatelé přežít.

Zdroj: Cronin HA, Cohen JH, Berge J, Johnsen G & Moline MA (2016): Bioluminescence as an ecological factor during high Arctic polar night. Scientific Reports, 6.

Tagy: biologie bioluminiscence zvířata a příroda věda a poznání moře a oceány

Zdroje: Vlastní