Mgr Mariusz Wierzgoń, doktorant na Wydziale Biologii i Ochrony Środowiska UŚ, fascynuje się briologią – nauką o mszakach, które można znaleźć praktycznie w każdym, nawet najbardziej nieprzyjaznym żywym organizmom zakątku świata. Te niepozorne rośliny potrafią przetrwać w lesie, na miejskim trawniku, a nawet… na biegunach. Będąc specjalistą w tej dziedzinie, naukowiec pracuje w różnych zespołach badawczych, służąc swoją wiedzą i doświadczeniem. Niedawno wrócił z miesięcznej wyprawy na Antarktydę, gdzie zbierał próby wybranych gatunków mchów do dalszych badań, których celem jest rekonstrukcja historii ekosystemów lądowych Antarktyki.

Mgr Mariusz Wierzgoń podczas badań terenowych na Antarktydzie

Antarktyda to jeden z najmniej poznanych kontynentów świata. Znajduje się na południowej półkuli Ziemi, jest prawie dwukrotnie większa od Australii, w 98 proc. jej terytorium pokryte jest lodem. Okazuje się jednak, że i na tym najbardziej zimnym, najbardziej odległym i najbardziej wietrznym lądzie znajdują się obszary wolne od lodu, porośnięte mchami i porostami. Rośliny te badane są w ramach projektu naukowego, którego celem jest rekonstrukcja historii ekosystemów lądowych Antarktyki w oparciu o metody biogeografii molekularnej. Funkcję lidera projektu pełni dr hab. prof. IB PAN Michał Ronikier z Instytutu Botaniki Polskiej Akademii Nauk w Krakowie.

Badania ekosystemów w tak trudno dostępnym miejscu Ziemi możliwe są dzięki m.in. istniejącej od 1977 roku Polskiej Stacji Antarktycznej im. Henryka Arctowskiego. W lutym przebywała w niej trzyosobowa grupa naukowców. Prof. Michałowi Ronikierowi towarzyszył dr Tomasz Suchan z Instytutu Botaniki PAN w Krakowie oraz mgr Mariusz Wierzgoń z Uniwersytetu Śląskiego, od wielu lat zajmujący się mszakami. Naukowcy przez trzy tygodnie prowadzili prace terenowe. Odwiedzając szereg stanowisk w obrębie Zatoki Admiralicji, pobierali i konserwowali próby wybranych gatunków mchów do badań zmienności genetycznej, a także próby środowiskowe do badań DNA z gleby.

– Jeśli grupa badawcza realizująca dany projekt potrzebuje pomocy naukowca specjalizującego się w konkretnej klasie roślin lub zwierząt, otwiera się możliwość nawiązania współpracy. Tak było również w moim przypadku – mówi mgr Mariusz Wierzgoń. – Część badań, o których rozmawiamy, prowadzona jest na wybranych gatunkach mszaków. W związku z tym pan profesor zwrócił się do mnie z pytaniem, czy byłbym zainteresowany współpracą w ramach kierowanego przez niego projektu, w tym również udziałem w pracach terenowych na Antarktydzie. Nie zastanawiałem się ani chwili.

Mech Schistidium steerei, gatunek endemiczny dla Antarktydy

Wyprawa została zorganizowana na przełomie stycznia i lutego 2018 roku. Zadanie doktoranta z Uniwersytetu Śląskiego polegało przede wszystkim na odszukiwaniu wskazanych przez prof. M. Ronikiera gatunków mchów, które poddane zostaną dalszym analizom. Realizacja planu nie była jednak łatwa ze względu na ekstremalnie trudne warunki panujące na Antarktydzie oraz konieczność zdobycia jak największej ilości materiału do badań w stosunkowo krótkim czasie.

– Otrzymałem listę gatunków, które należy odszukać w określonym miejscu. Ścigałem się z czasem. Na wszystkich fotografiach jestem więc w pozycji „z nosem przy ziemi”, uwieczniony podczas poszukiwania roślin – mówi ze śmiechem naukowiec.

Wspominając prace terenowe, zwraca także uwagę na zmienność pogody na biegunie południowym. – Mieliśmy zapewniony transport do wyznaczonych wcześniej punktów w terenie, w których spodziewaliśmy się znaleźć ważne dla projektu gatunki mchów. W jednej chwili pogoda sprzyjała, kilka minut później mógł zerwać się gwałtowny wiatr, który skracał niespodziewanie nasze wyjście w teren – opowiada briolog.

Wyzwaniem okazał się również sam pobór prób. Jak wspomina mgr Mariusz Wierzgoń, zdarzało się, że interesujący go gatunek mchu porastał ogromną, prawie pionową ścianę skalną z osypującymi się kamieniami. Poruszając się na kolanach, naukowiec próbował znaleźć rosnący wyłącznie tam mech Schistidium steerei (gatunek endemiczny dla Antarktydy).

Polska Stacja Antarktyczna im. Henryka Arctowskiego na Antarktydzie

– Miałem cztery godziny na wykonanie zadania. Wpatrywałem się w tę skałę, zastanawiając się, jak mam się tam dostać, aby pobrać materiał do badań, o którym wiem jedynie, że powinien się znajdować gdzieś na wysokości 100 m n.p.m. Ale czy warto się długo zastanawiać? Zaatakowałem ścianę i po prostu zacząłem szukać. Adrenalina była tak duża, że zapomniałem nawet o moim lekkim lęku wysokości, który nazywam… zdrowym rozsądkiem – opowiada młody naukowiec. – Wyprawa zakończyła się sukcesem, ale dobrze, że mama nie wiedziała, jakie przestrzenie miałem eksplorować! – dodaje ze śmiechem.

Zastosowanie biologii molekularnej na zgromadzonym materiale pozwoli odpowiedzieć m.in. na pytanie, jaka jest geneza antarktycznych endemitów. Naukowcy pracujący w zespole prof. Michała Ronikiera sprawdzą, czy owe gatunki znalazły się na badanym kontynencie stosunkowo niedawno, rozprzestrzeniając się przykładowo z wysp subantarktycznych, czy może przetrwały na Antarktydzie od czasów, gdy Ameryka Południowa, Afryka, Indie, Australia, Antarktyda i południowo-wschodnia część Azji tworzyły jeden superkontynent zwany Gondwaną. Część gatunków, jak wyjaśnia doktorant, nie zmieniła się aż tak bardzo od tamtego czasu i obecnie stanowią swoistą „pamiątkę” po cieplejszym okresie w dziejach tego kontynentu.

Jeszcze do niedawna naukowcy podzielali przekonanie, że w zimniejszychokresach w historii Ziemi część kontynentów była szczelnie pokryta lodem, co skutecznie uniemożliwiało rozwijanie się jakiejkolwiek formy życia. Badania pokazały jednak, że w nawet najbardziej nieprzyjaznym środowisku mogą pojawiać się swego rodzaju oazy, w których pewne rośliny przetrwały niesprzyjające czasy. Wiadomo już, że część badanych gatunków jest ewolucyjnie stara, co sugerowałoby, że teoria o ich przetrwaniu przez wiele milionów lat wydaje się bardziej prawdopodobna. Takimi obszarami, w których rośliny mogłyby funkcjonować, są nunataki – strome, niemalże pionowe masywy skalne, na których lód nie mógł się utrzymać. Zatem część roślin tworzących obecnie ekosystem Antarktydy właśnie tam mogła przetrwać okresy największych zlodowaceń. Świadczy o tym m.in. specyficzne rozmieszczenie niektórych gatunków na kontynencie.

– Opis procesu przemieszczania się tych roślin oraz historia tworzenia tego szczególnego ekosystemu są właśnie przedmiotem badań zespołu, do którego należę. Odpowiedzi dostarczą analizy genetycznego zróżnicowania gatunków mchów w zależności od miejsca, w którym dziś rosną na terenie Antarktydy – mówi mgr Mariusz Wierzgoń. Szczegółowe informacje na temat projektu dostępne są na stronie internetowej grupy badawczej Molecular Biogeography Group (www.molecular-biogeography. botany.pl).

Współpraca z zespołem prof. Michała Ronikiera narodziła się znaczenie wcześniej, jeszcze podczas stażu, który doktorant realizował w ramach programu pn. „Bio-PRO: Ewolucja Bio- PROfesjonalizmu”.

Warto dodać, że mgr Mariusz Wierzgoń interesuje się nie tylko mszakami. Prowadzi również badania dotyczące roli martwego drewna w ekosystemach leśnych i ekologii brioflory miejskiej. Angażuje się ponadto w popularyzację wiedzy przyrodniczej, prowadząc warsztaty botaniczne i uczestnicząc w wydarzeniach, takich jak Noc Biologów czy festiwale nauki. Od 2017 roku pełni funkcję edukatora w Śląskim Ogrodzie Botanicznym. Jest także członkiem Polskiego Towarzystwa Botanicznego. Jego rozprawa doktorska dotyczyć będzie czynników kształtujących występowanie epifitów mszystych w aglomeracji miejsko-przemysłowej.