Blumen in der Antarktis
Die Polarregionen sind eine der unwirtlichsten Umgebungen für Pflanzen und Tiere, die es gibt. In dieser Region ist das Leben mit einer Reihe von Schwierigkeiten konfrontiert, darunter niedrige Temperaturen, starke Winde, Sonneneinstrahlung und das Einfrieren von Zellen. Noch schwieriger wird das Leben, wenn der antarktische Kontinent im Winter in Dunkelheit und im Sommer in völliges Licht getaucht wird. Während dieser langen Wintermonate sinken die Temperaturen auf -60 °C oder weniger.
Ein weiterer extremer Umstand, mit dem das Leben konfrontiert ist, ist die Tatsache, dass trotz der eisigen Lufttemperaturen die Sonne den Boden, die Gesteinsoberflächen und die Vegetation erwärmt, so dass die Temperaturen auf diesen Oberflächen innerhalb von Minuten oder Stunden 20-30°C und über ein Jahr hinweg 40-60°C und sogar 100°C erreichen. Schnee bietet auch eine thermische Isolierung, die es dem Leben ermöglicht, in solchen Extremen zu überleben. Neben den niedrigen und schwankenden Temperaturen ist das Leben in der Antarktis mit zahlreichen Umweltproblemen konfrontiert, darunter der fehlende Zugang zu flüssigem Wasser.
Die Verfügbarkeit von flüssigem Wasser ist begrenzt, denn während Teile der Antarktischen Halbinsel bis zu 3.000 mm Regen pro Jahr erhalten, bleibt das flüssige Wasser im Rest des Kontinents die meiste Zeit über gefroren, was dazu führt, dass die Antarktis so trocken wie eine Wüste ist.
Lange Sonnentage für die Pflanzenwelt
Dennoch können Pflanzen in der Antarktis überleben, denn trotz des hohen Breitengrades und der daraus resultierenden niedrigen Sonnenhöhe können die langen Sommertage dazu führen, dass sich die Sonnenenergie, die am Boden auftrifft, akkumuliert und den Pflanzen täglich mehr Energie zuführt als in gemäßigteren Breitengraden. Dies bedeutet, dass die Pflanzen eine höhere Produktivität durch Photosynthese erzielen. Der Nachteil ist jedoch, dass die Pflanzen Lichtstress ausgesetzt sind. Der hohe Reflexionsgrad von Schnee und Eis kann die Strahlungsmenge erhöhen, die auf den angrenzenden eisfreien Boden trifft.
Schädigung von Pflanzen durch das Ozonloch
Das Ozonloch stellt eine weitere Herausforderung für das Überleben und Gedeihen von Pflanzen in der Antarktis dar, da das Loch, das sich im Frühjahr bildet, dazu führt, dass hohe Mengen an biologisch schädlicher UV-B-Strahlung den Boden erreichen. Das Problem ist, dass dies die gleiche Strahlungsmenge ist, die normalerweise im Hochsommer auftritt, die Organismen in der Antarktis im Frühjahr jedoch noch inaktiv sind.
Freiliegende Felsen bieten ein Zuhause für Leben
Alle exponierten Felsen in der Antarktis können hypothetisch von Organismen mit den richtigen Eigenschaften besiedelt werden. Felsen und einfache Bodenflächen auf der Antarktischen Halbinsel werden von Flechten, Moosen, Mikroorganismen und einigen wirbellosen Tieren besiedelt. An einigen Stellen kann die saisonale Schnee- und Eisdecke dem Leben Schutz vor den extremen Wärme- und Strahlungsbedingungen bieten.
Während des Sommers führt die Erwärmung von Felsen und Boden zum Schmelzen des Eises im umgebenden Schnee, wodurch flüssiges Wasser entsteht, auf dem Leben gedeihen kann. Die Dauer, in der dieses Wasser zur Verfügung steht, kann Wochen bis Monate betragen. Dieses Wasser kann auch durch die Oberfläche einiger Felsen sickern und Lebensräume schaffen.
Die Antarktische Halbinsel - ein ideales Zuhause
Die Antarktische Halbinsel ist ein Teil der Antarktis, in dem das Leben besonders gut gedeiht, da 3 % der Gesamtfläche eisfrei sind, im Vergleich zu 0,3 % auf dem restlichen Kontinent. Das Leben gedeiht hier inmitten von Felsen, Geröll und Schutt, die den meisten Menschen als unfruchtbar erscheinen. Der Boden ist kaum mehr als zersplittertes Gestein und enthält nur sehr begrenzte Mengen an Nährstoffen und Kohlenstoff.
Die Gesteinsfragmente entstehen durch Gletscher, Wasser (durch Frost-Tau-Zyklen), Salzverwitterung, Erhitzung und Windeinwirkung. Auch Flechten tragen zur Erosion der Oberfläche bei. Unter dem Boden befindet sich in der Regel eine Schicht aus Permafrost. Der Permafrost bietet zwar keinen Lebensraum für die feuchte Bodenschicht, die ihn bedeckt - und die nur im Winter gefriert -, aber er unterstützt Lebensgemeinschaften.
Eine instabile Bodenumgebung
Noch schwieriger wird das Überleben in der Antarktis durch die ständigen Einwirkungen von Gesteinstrümmern, Schnee oder Eiskristallen auf den freigelegten Boden. Auch die Bodenbewegungen während der Frost-Tau-Zyklen schränken die Möglichkeiten der Vegetation ein, sich zu etablieren. Unter der Oberfläche, wo sie ausreichend stabil ist, können Vegetationsgemeinschaften gedeihen. Inzwischen bieten Felsoberflächen Platz für Flechten und Spalten für Algen und Moose.
Zonen der Antarktis
Das Leben auf der Antarktis ist jedoch kein zufälliges Ereignis. Welche Art von Lebensform vorhanden ist, hängt vielmehr von der Zone ab, in der sie sich auf dem Kontinent befindet. Der Kontinent kann in drei verschiedene regionale oder biogeografische Bereiche unterteilt werden: Die subantarktische, die maritime und die kontinentale Zone. Die maritime Zone wird stark von der Nähe zum Ozean beeinflusst, insbesondere in den Sommermonaten, wenn das Meer weitgehend eisfrei ist. Infolgedessen liegen die Durchschnittstemperaturen im Sommer zwischen 1 und 4°C und im Winter zwischen -10 und -15°C: Weit weniger extrem als auf dem Kontinent.
Blühendes Leben in der maritimen Zone
In der maritimen Zone gedeiht das Leben, wobei Moose, Lebermoose und Flechten die wichtigsten Pflanzenarten sind. Es gibt über 100, 25 bzw. 250 Arten. Die Pflanzenwelt findet sich hier typischerweise in Flecken, die durch Bereiche mit kahlem Boden und Felsen getrennt sind. Jeder neu verfügbare Boden wird schnell erobert, so dass innerhalb weniger Jahre nach dem Rückzug des Eises sichtbare Vegetationsbüschel entstehen. Einer der erstaunlichsten Aspekte des Lebens in der maritimen Umgebung ist die Langlebigkeit der Pflanzen: Während einzelne Moosbüschel nur eine kurze Lebensdauer haben, können Flechten 300-600 Jahre alt werden, und einige Torfbänke haben sich über 5.000-6.000 Jahre angesammelt.
Blumen in der Antarktis
In der Antarktis gibt es nur zwei Arten blühender Vegetation: Das Antarktische Haargras Deschampsia antarctica und das Antarktische Perlkraut Colobanthus quitensis, die beide auf der Antarktischen Halbinsel vorkommen. Interessant ist, dass es in der ähnlichen Umgebung der Arktis auf Spitzbergen über 100 Arten von Blütenpflanzen gibt: Ein Indikator dafür, wie extrem die Umwelt in der Antarktis ist, damit das Leben gedeihen und sich diversifizieren kann. Nichtsdestotrotz sind diese beiden Pflanzen sehr erfolgreich in der Antarktis zu Hause, da sie in der gesamten maritimen Zone der Antarktis vorkommen. Neben den Blumen gedeihen auch Gräser, von denen einige auf den Inseln der Subantarktis sogar Rasenflächen von mehreren zehn Quadratmetern bilden.
Das Leben der Zwerge
Auf dem antarktischen Kontinent gibt es keine Land- oder Süßwasserwirbeltiere, obwohl es große Konzentrationen von Meereswirbeltieren gibt, darunter Robben und Pinguine. Es gibt jedoch wirbellose Bodenlebewesen, darunter Würmer und Milben. Diese Arten sind unglaublich klein, wobei die Milben nur 1-2 mm lang sind. Wirbellose Süßwasserlebewesen, darunter Krebstiere, sind in kleinen Schmelztümpeln und größeren Seen in großer Zahl zu finden. In der Antarktis gibt es nur eine einzige Art von Fluginsekten, die Mücke, die auf die Süd-Shetland-Inseln und Südgeorgien beschränkt ist.
Warme, aber harte Bedingungen in Hotspots
In der Antarktis gibt es auch Leben in geothermisch aktiven Gebieten, die Fumarolen, erwärmte Böden und beheizte Becken oder Quellen enthalten. Diese Orte bieten Wärme und flüssiges Wasser. Allerdings ist das Leben hier auch durch chemische Verwitterung, einen niedrigen pH-Wert und einen hohen Mineral- und Schwefelgehalt erschwert.
Das Auf und Ab des Klimawandels
Im Zuge des Klimawandels ist die Antarktische Halbinsel neben dem arktischen Nordamerika und dem tibetischen Plateau einer der Orte, die sich am schnellsten erwärmen. Durch die Erwärmung wird den Organismen wahrscheinlich mehr Energie zur Verfügung stehen, so dass sie aktiver werden und schneller wachsen und sich vermehren können. Die Erwärmung wird auch zu mehr Schmelzwasser führen, das den Arten flüssiges Wasser zum Überleben bietet. Längerfristig könnten die antarktischen Arten jedoch durch den zunehmenden Wettbewerb gefährdet sein: Da sich ihre Biologie über einen langen Zeitraum der Evolution so angepasst hat, dass sie unter extremen Bedingungen überleben können, ist dies auf Kosten der Fähigkeit gegangen, mit biologischem Stress, einschließlich Wettbewerb, fertig zu werden.
