Eduscience

Eduscience

Nurkowanie jest obecnie istotną częścią nauki. Pozwala na gromadzenie unikatowego materiału badawczego z rejonów, w których inne techniki zawodzą oraz umożliwia uzupełnienie brakującej wiedzy o przybrzeżnej strefie dna twardego. Nowatorskie badania owocują odkryciami.

Odkąd wynaleziono skafander nurkowy, a stało się to już na początku XVIII wieku, ludzie doskonalą sprzęt i rozwijają techniki nurkowania. Najnowsze osiągnięcia pozwalają na coraz dłuższe przebywanie pod wodą i osiąganie coraz większych głębokości (rekord Guinnesa z 2014 roku to głębokość 332 m i 15 godzin pobytu pod wodą).

W ostatnich czasach nurkowanie stało się bardzo ważną częścią nauki. Stanowi często podstawową formę zbierania materiału do badań biologicznych i ekologicznych. Technika nurkowania swobodnego doskonale sprawdza się podczas prowadzenia badań i eksperymentów w płytkiej strefie twardego dna, gdzie inne bardziej tradycyjne techniki zawodzą (fig. 1). Pobieranie próbek za pomocą czerpacza (narzędzia zakończonego dwiema szczękami, zamykającymi się po uderzeniu w miękkie dno) jest niemożliwe w obrębie twardego dna. Inna metoda pobierania próbek z dna – dragowanie – polega na ciągnięciu po dnie zbiornika metalowej ramy zbierającej materiał do siatki, jest z kolei metodą bardzo destrukcyjną i nie można jej stosować w rejonach chronionych (np. na rafach koralowych).

Przewagą nurka w poborze prób nad wymienionymi wyżej metodami jest dokładność i możliwość dotarcia do zakamarków podłoża oraz przede wszystkim niska inwazyjność w środowisko. W zależności od prowadzonych badań nurkowie badacze stosują różne metody zbierania materiału. Jeżeli głównym zadaniem badawczym jest oszacowanie bioróżnorodności danego rejonu, to nurek kolekcjonuje wybrane okazy fauny i flory. Jeżeli pytania badawcze dotyczą ilościowego opisu zbiorowiska podwodnego, wówczas używa się metalowej ramki o określonej powierzchni (zwykle 0,5 m x 0,5 m), którą kładzie się na dnie i w jej obrębie wybiera się wszystkie organizmy i luźne kamienie do siatki, a następnie za pomocą noża zdziera się warstwę porastającą twarde podłoże (np. gąbki, żachwy i inne). Ten sposób umożliwia wyznaczenie liczebności osobników poszczególnych gatunków na jednostkę powierzchni.

Większość organizmów żyjących w morzach związana jest z płytką strefą dna kamienistego, to tam występuje największa bioróżnorodność. Jest to siedlisko dla bogatego zespołu makroglonów i fauny zarówno porastającej dno (np. korale, gąbki, mszywioły), jak i przebywającej tu tylko czasowo podczas żerowania, czy rozmnażania, a także szukającej schronienia przed drapieżnikami.

W Polsce nurkowania naukowe zapoczątkował profesor Roman Wojtusiak w latach 30. XX wieku. Były jednak bardzo rzadko prowadzone. Dopiero od lat 90. stały się powszechną metodą badawczą. W obecnej chwili nurkowanie jest narzędziem wykorzystywanym przez polskich naukowców podczas prowadzenia badań zarówno w Morzu Bałtyckim, jak i w Arktyce, czy na Antarktydzie.

Badania prowadzone przez nurków pozwalają na pogłębienie dotychczasowej wiedzy o środowisku morskim. Próby biologiczne zebrane przez nurków zawierają częstokroć gatunki nowe dla nauki, jak np. gatunki fauny porastającej dno z Arktyki: stułbiopława (fig. 2) czy mszywiołów. Na szeroką skalę prowadzone są eksperymenty podwodne. Przykładem takiego eksperymentu prowadzonego przez polskich badaczy w wielu miejscach na świecie (m.in. w Morzu Bałtyckim, w Arktyce, Antarktyce, w wodach Wielkiej Brytanii) jest monitorowanie tempa kolonizacji płytek imitujących naturalne podłoże (fig. 3). Trzy plastikowe płytki o wymiarach 15 cm x 15 cm zostają przez nurka przyśrubowane do metalowej ramy i przymocowane do dna (fig. 4). Taka konstrukcja jest następnie monitorowana w określonych odstępach czasu (co miesiąc, raz na kwartał, po roku). Nurkowie wracają wówczas w miejsce lokalizacji paneli z użyciem odbiornika GPS, fotografują płytki pod wodą, wymieniają cały zestaw na nowy i zabierają płytki do laboratorium, gdzie poddaje się je dalszej analizie. W laboratorium identyfikuje się organizmy porastające płytkę, ich liczebność, zagęszczenie, interakcje pomiędzy osobnikami. Takie eksperymenty mają na celu odpowiedzieć m.in. na pytanie, jak szybko przebiega proces odnowy dna po różnego rodzaju katastrofach w środowisku naturalnym.

W Morzu Bałtyckim prowadzony jest podwodny monitoring łąk podwodnych w celu ochrony rzadkiego gatunku trawy morskiej – Zostera marina (fig. 5, 6). Trawa morska pełni ważną rolę w ekosystemie jako tzw. inżynier środowiska tzn. jest organizmem, który modyfikuje środowisko wokół siebie poprzez osłabianie prądów przydennych oraz ograniczanie negatywnego wpływu sedymentacji, stanowi także siedlisko życia dla zwierząt. Niegdyś łąki trawy morskiej porastały dużą część Zatoki Puckiej. W latach 80. XX wieku trawa praktycznie wyginęła prawdopodobnie w wyniku zanieczyszczenia wody. Obecnie nurkowie obserwują odnawianie się łąk w wielu miejscach, co może świadczyć o poprawie jakości wody w tej części naszego morza.

 

Tekst: dr Marta Ronowicz

 

Bibliografia

Bałazy P., Kukliński P., Włodarska-Kowalczuk M. 2014. Scientific diving in polar regions – the example of ecological studies at the Institute of Oceanology, Polish Academy of Sciences. Polish Hyperbaric Research 46(1): 65-84.

Kuklinski P., Hayward P.J. 2004. Two new species of cheilostome Bryozoa from Svalbard. Sarsia 89: 79 – 85.

Kuklinski P., Berge J., McFadden L., Dmoch K., Zajączkowski M., Nygard H., Piwosz K., Tatarek A. 2013. Seasonality of occurrence and recruitment of Arctic marinebenthic invertebrate larvae in relation to environmental variables. Polar Biology: DOI 10.1007/s00300-012-1283-3

Ronowicz M., Kukliński P., Lock K., Newman P.B., Burton M., Jones J. 2014. Temporal and spatial variability of zoobenthos recruitment in a north-east Atlantic marine reserve. Journal of the Marine Biological Associations of the United Kingdom 94(7): 1367-1376.

Ronowicz M., Schuchert P. 2007. Halecium arcticum, (Cnidaria, Hydrozoa), a new hydroid from Spitsbergen. Zootaxa 1549: 55-62.

Włodarska-Kowalczuk M., Jankowska E., Kotwicki L., Balazy P. 2014. Evidence of Season-Dependency in Vegetation Effects on Macrofauna in Temperate Seagrass Meadows (Baltic Sea). PLoS ONE 9(7): e100788. doi:10.1371/journal.pone.0100788.

Galeria zdjęć

Zdrowe opalanie, czyli jakie?

Jak długo mogę się dziś opalać? To pytanie zadajemy sobie szczególnie w bardzo słoneczne dni. Czy możliwe jest wyznaczenie czasu opalania, w którym naszemu organizmowi dostarczymy dawkę promieniowania potrzebną do wytworzenia witaminy D3, a jednocześnie…

Czytaj więcej

Wakacyjna lektura dla nauczycieli

Zachęcamy do wpisania na swoją wakacyjną listę lektur dwóch nowych raportów dotyczących edukacji przyrodniczej. To idealne lektury letnie dla tych wszystkich, którzy zainteresowani są nauczaniem STEM oraz wykorzystaniem gier w nauczaniu!

Czytaj więcej