Niełatwo jest przetrwać w Arktyce. Są jednak tacy, którzy do perfekcji opanowali tę trudną sztukę. W toku ewolucji, północne gatunki wypracowały całą gamę wymyślnych mechanizmów i umiejętności, dzięki którym niestraszne im chłody, lody i ciemności. Adaptacyjna wirtuozeria niedźwiedzi polarnych, z którymi najczęściej kojarzone są północne krańce Ziemi, stanowi tutaj świetny przykład. Nie dajcie się jednak zwieść pozorom. Arktyczna liga mistrzów to znacznie więcej niż niedźwiedzie.
Niełatwo jest przetrwać w Arktyce. Są jednak tacy, którzy do perfekcji opanowali tę trudną sztukę. W toku ewolucji, północne gatunki wypracowały całą gamę wymyślnych mechanizmów i umiejętności, dzięki którym niestraszne im chłody, lody i ciemności. Adaptacyjna wirtuozeria niedźwiedzi polarnych, z którymi najczęściej kojarzone są północne krańce Ziemi, stanowi tutaj świetny przykład. Nie dajcie się jednak zwieść pozorom. Arktyczna liga mistrzów to znacznie więcej niż niedźwiedzie.
Choć może się wydawać, że Svalbard to głównie śnieg, lód i kamienie, niegościnne bezdroża archipelagu porasta około 170 gatunków roślin naczyniowych, którym towarzystwa dotrzymują mchy (nienaczyniowe) oraz grzyby, algi i porosty (które, z technicznego punktu widzenia, w ogóle roślinami nie są). Liczba ta jest oczywiście żałośnie mała jeśli porównamy ją, na przykład, z przeszło tysiącem gatunków występujących w Puszczy Białowieskiej, ale biorąc pod uwagę specyfikę arktycznych warunków, można śmiało pokusić się o stwierdzenie, że na Svalbardzie mamy do czynienia z zadziwiającą różnorodnością roślinnego życia. W rezultacie, czerwcowo-lipcowy Svalbard to nie tylko niezliczone odcienie szarości i brązu, ale też niezwykle bogata paleta zieleni. Z daleka, w roślinnych plamach ciężko odróżnić konkretne gatunki. Jeśli jednak bure skaliste podłoże zachlapane jest tu i ówdzie mięsistymi, owalnymi kleksami jednolitej zieleni możecie być prawie pewni, że macie do czynienia z lepnicą bezłodygową (Silene acaulis), czyli roślinnym zawodnikiem najwyższej klasy.
W sezonie letnim, Svalbard potrafi zaskoczyć – i zachwycić – kolorami.
© Barbara Jóźwiak, Fundacja forScience
Na charakterystyczne poduszki lepnicy bezłodygowej (Silene acaulis) można natknąć się nawet w najbardziej niedostępnych rejonach Svalbardu.
© Barbara Jóźwiak, Fundacja forScience
Lepnica bezłodygowa to bylina (czyli roślina wieloletnia, której nadziemne części nie drewnieją), kuzynka powszechnie znanych i lubianych goździków. Potocznie nazywa się ją kwitnącym mchem, co jest określeniem podwójnie mylącym, bo nie dość, że lepnica mchem nie jest, to na dodatek mchy z zasady nie kwitną. Mimo dość niepozornego wyglądu, lepnica to prawdziwie twarda sztuka, która gardzi wygodami strefy umiarkowanej. Występuje wyłącznie na dalekiej północy i w rejonach górskich Ameryki Północnej i Eurazji. Przy odrobinie szczęścia, można ją spotkać również w polskich Tatrach. Lubi wyzwania w postaci kamienistego i ubogiego w składniki odżywcze podłoża, a jeśli coś faktycznie jej przeszkadza to nadmiar cienia i niedostatek chłodu. Wygląda więc na to, że jałowe ostępy Svalbardu skąpane w rześkim blasku polarnego dnia, to dla lepnicy wymarzone warunki.
Jak wszystkie rośliny tundrowe, lepnica bezłodygowa trzyma się blisko ziemi, tworząc zwarte kępki w postaci charakterystycznych poduszek. Środkowa część poduszki osiąga w najlepszym razie 10 cm wysokości, podczas gdy jej obrzeża ledwo odstają od ziemi. Każda poduszka zakotwiczona jest w podłożu z pomocą pojedynczego korzenia palowego, który rośnie pionowo w dół i – w sprzyjających okolicznościach – osiąga ponad metr długości. Taki rodzaj korzenia to przystosowanie, które minimalizuje ryzyko uszkodzeń w wyniku tak zwanego podnoszenia mrozowego, czyli dynamicznych naprężeń gruntu związanych z jego zamarzaniem. Poduszkowaty kształt lepnicy też nie jest przypadkowy. Niska kopułka, pokryta z wierzchu gęstą warstwą drobnych, zimozielonych liści to swoista tarcza przeciwwiatrowa i kluczowy element wewnętrznego systemu kontroli klimatu, któremu lepnica zawdzięcza miejsce w arktycznej lidze mistrzów. Zwarta budowa sprawia, że obumarłe części rośliny nie są rozwiewane po okolicy, a gromadzą się w jej wnętrzu, gdzie pełnią rolę otuliny, chroniącej łodyżki i pąki przed nadmiernym przemrożeniem. W sezonie letnim natomiast, poduszkowata forma pozwala lepnicy skutecznie pochłaniać energię słoneczną, dzięki czemu, mimo panującego wokół chłodu, temperatura w jej wnętrzu może wynieść nawet 30°C. Dodatkowo, zwartość kępki zapobiega nadmiernej utracie wody przez parowanie, co również nie jest bez znaczenia, bo ze względu na niezbyt duże opady i silne wiatry (które skutecznie wysuszają), Svalbard to w gruncie rzeczy pustynia. Warto jednak podkreślić, że lepnica bezłodygowa to nie jedyny gatunek, który w toku ewolucji odkrył i ujarzmił korzyści płynące z poduszkowatego kształtu. Na ten sam pomysł wpadło ponad 300 rozmaitych, często zupełnie niespokrewnionych gatunków roślin, na które natknąć się można na całym świecie, od Nowej Zelandii, przez Ziemię Ognistą po wspomniany już Svalbard. Jest to świetny przykład ewolucji zbieżnej (zwanej również konwergencją), czyli niezależnego wykształcenia analogicznych cech w odpowiedzi na podobne bodźce środowiskowe. Jest to też najlepszy dowód na to, że w trudnych warunkach forma ciasnej poduszki doskonale się sprawdza.
Poduszkowaty sobowtór lepnicy napotkany w górach Ladakhu, w północnych Indiach, na wysokości ponad 5000 m.
© Barbara Jóźwiak
Nagromadzenie kwitnących lepnic w rejonie zatoki Gåshamna, w południowej części Spitsbergenu. Ile sztuk naliczyliście?
© Barbara Jóźwiak
Wewnętrzy system kontroli temperatury i wilgotności pozwala lepnicy bezłodygowej wydłużyć okres wegetacyjny, czyli tę część roku, kiedy panujące na danym obszarze warunki umożliwiają wzrost i rozwój roślin. Jest to o tyle ważne, że okres ten, który na większości obszaru Polski trwa ponad sześć miesięcy, na Svalbardzie trwa z reguły nie więcej niż 60 dni. W rezultacie, rośliny rosną w tempie, przy którym sunące w oddali lodowce to prawdziwe demony prędkości. Dla lepnicy, roczny przyrost na poziomie centymetra to wybitny sukces, a zdarzają się lata, kiedy rośliny wręcz się kurczą. Nawet najżwawiej rozwijające się młode lepnice kwitną po raz pierwszy po co najmniej dekadzie, a wiele pada ofiarą arktycznych żywiołów zanim to nastąpi. Jeśli jednak uda im się zakwitnąć, oznacza to zazwyczaj, że w końcu osiągnęły wielkość, przy której ich wewnętrzny system wspomagania może właściwie działać. Jest to dla lepnicy pierwszy krok w dorosłość, a przy okazji – w długowieczność, której niewątpliwie sprzyja niechęć, jaką żywią do lepnicy zamieszkujący Svalbard roślinożercy. Badania przeprowadzone na populacji lepnic w Parku Narodowym Wrangla-Świętego Eliasza na Alasce sugerują, że poduszki o średnicy 15 cm mają średnio po 200 lat, a najstarszy zbadany dotychczas okaz przeżył ich już 350! Nie jest więc wykluczone, że lepnice cieszące oczy turystów i naukowców, którzy obecnie odwiedzają Svalbard, pamiętają jeszcze Pomorców polujących w obrębie archipelagu w XVIII i XIX wieku. Z szacunku dla starszych, nie depczcie więc po lepnicach, bo – choć szalenie odporne – ich poduszki nie są niezniszczalne, a powrót do pełni sił po zdeptaniu może zająć lepnicy długie lata.
Wróćmy jednak na chwilę do wspomnianego wyżej kwitnienia, bo – jak wszystko w tej niezwykłej roślinie – i ono zasługuje na uwagę. Ze względu na ograniczenia czasowe wynikające z długości (a raczej krótkości) okresu wegetacyjnego, lepnica zawiązuje pąki jesienią. Schowane wśród zimozielonych liści, hibernują przez długą arktyczną zimę, a wiosną przeobrażają się w drobne ciemnoróżowe gwiazdki, których kolor przyciąga owady i pochłania ciepło. Kwiaty lepnicy wzmacniają w ten sposób działanie wewnętrznego systemu ogrzewania i przyspieszają dojrzewanie nasion. Kąt padania promieni słonecznych sprawia jednak, że lepnica nie rozgrzewa się równomiernie. W rezultacie, pąki rozkwitają partiami, podążając za ruchem słońca. Oznacza to, że kwiaty stopniowo „przemieszczają się” z bardziej nasłonecznionej strony południowej na północną. I chociaż każdy z nich obumiera po tygodniu, roślina kwitnie przez cały miesiąc, co jest niezwykle przydatną strategią w miejscu, w którym owady są towarem deficytowym, a najskuteczniejszych zapylaczy, takich jak pszczoły i trzmiele, nie ma w ogóle. I tu dochodzimy do kolejnej sztuczki, dzięki której lepnica bezłodygowa radzi sobie z trudami polarnego życia. W zależności od sytuacji i bieżących potrzeb, poszczególne poduszki – które produkują kwiaty męskie, żeńskie bądź obupłciowe – potrafią z roku na rok zmieniać płeć. Chociaż mechanizm ten nie został jeszcze gruntownie zbadany, wiadomo, że zmiany mają wpływ na jakość produkowanych kwiatów, pyłku i nasion. Można więc przypuszczać, że dostosowując płeć do okoliczności, lepnica czuwa nad skutecznością własnego rozmnażania.
Poduszki lepnicy regularnie zapewniają schronienie innym arktycznym gatunkom. W tym wypadku, z ich usług korzysta wierzba polarna (Salix polaris).
© Barbara Jóźwiak
Ze względu na charakterystyczny sposób kwitnienia, lepnice zyskały miano roślinnych kompasów i dużą sympatię wśród dawnych polarników, którym pomagały orientować się w terenie. Do dziś cieszą się też sympatią wśród innych roślin Svalbardu. Dlaczego? Bo pomagają im przetrwać w trudnych warunkach. Badania wykazały, że dogodny mikroklimat, jaki lepnice wytwarzają wewnątrz swoich poduszek, stanowi środowisko ochronne, z którego regularnie korzystają mniej wytrzymałe arktyczne gatunki, co w istotny sposób zwiększa bioróżnorodność na najbardziej niegościnnych terenach. Lepnice to jednocześnie organizmy pionierskie, czyli takie, które jako pierwsze porastają nieprzyjazne siedliska, otwierając w ten sposób drogę innym roślinom. Na Svalbardzie jest to szczególnie widoczne na hałdach pokopalnianych, gdzie lepnice bezłodygowe inicjują sukcesję roślinną, pełniąc w ten sposób ważną rolę w rekultywacji zniszczonych przez człowieka obszarów. I choć proces ten zajmie bez wątpienia długie lata, lepnicom nigdzie się raczej nie spieszy. Pozostaje im tylko nie przeszkadzać. I mieć nadzieję, że – wbrew obawom naukowców – nie zrobią tego również zmiany klimatu.
Źródła:
- Alatalo, J. M. (1997) Gender lability in trioecious Silene acaulis (Caryophyllaceae). Nordic Journal of Botany, vol. 17, issue 2, 181–183
- Alatalo, J.M., Little, C.J. (2014) Simulated global change: contrasting short and medium term growth and reproductive responses of a common alpine/Arctic cushion plant to experimental warming and nutrient enhancement. SpringerPlus 3, 157
- Antonsson, H., Björk, R.G., Molau, U. (2009) Nurse plant effect of the cushion plant Silene acaulis (L.) Jacq. in an alpine environment in the subarctic Scandes, Sweden. Plant Ecology & Diversity, 2:1, 17–25
- Association of Arctic Expedition Cruise Operators (2019) Vegetation guidelines: Arctic plant life
- Doak, D.F., Morris, W.F. (?) Life and times of tundra plants: how long do they live and how they are responding to climate change. National Park Service
- Kim, A. (2019-10-01) How do cushion plants survive in the tundra? [blog post]
- Lee, Y.K. (2020) Arctic Plants in Svalbard. In: Arctic Plants of Svalbard, 39–83. Springer, Cham
- Murray, A., Bradshaw, P. (2016) Earth’s greatest spectacles, Episode 2: Svalbard [TV documentary]
- Oh, M., Lee, E.J. (2021). Cushion plant Silene acaulis is a pioneer species at abandoned coal piles in the High Arctic, Svalbard. Journal of Ecology and Environment 45, 1 (2021)
Tekst powstał na potrzeby projektu EDU-ARCTIC.PL, finansowanego ze środków Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego w ramach programu DIALOG.