Nästan en miljon svarta och vita fåglar försvann utan att lämna några spår. En gång var ön Cauchon i Antarktis tätbefolkad av pingviner, men nu är den tom. Forskare reste till ön för att testa alla hypoteser för fågelutrotning, inklusive sjukdom, rovdjur och ett uppvärmande Antarktishav som kan vara en föregångare för framtida katastrofer.
I början av 2017 funderade Henri Weimerskirch på var alla pingviner skulle ha gått. Hans kollegor skickade honom flygfoton av Cauchon Island, en öde vulkanö mellan Madagaskar och Antarktis där folk sällan tittar. Dessa bilder visade de stora tomma klipporna där för bara några decennier sedan bodde cirka 500 000 par kungpingviner där, som häckte där och tog upp deras avkom. Uppenbarligen har nu denna koloni - en gång den största kolonin av kungpingviner och den näst största kolonin med 18 pingvinarter - minskat med 90%. Nästan 900 tusen svarta och vita fåglar, som når en höjd av 1 meter, försvann utan att lämna några spår. "Det var bara otroligt, helt oväntat," påminner Weimerskirch.som arbetar för det franska nationella forskningsbyrån CNRS.
Tillsammans med sina kollegor planerade han snart att åka på en expedition till denna ö - den tredje expeditionen till ön totalt och den första under de senaste 37 åren - för att försöka hitta en förklaring till vad som hände. "Vi var tvungna att se det med våra egna ögon," sa Charles Bost, miljöaktivist på CNRS.
Medan forskarna förberedde sig för sin expedition var de tvungna att lösa de logistiska, politiska och vetenskapliga problemen som länge har plågat biologer som försöker studera ekosystemen i Antarktis. De stora avstånden, hårt väder och robust terräng gjorde expeditioner där svåra och kostsamma. Forskare behövde ett skepp - och en helikopter, eftersom isiga hav och steniga östränder ofta gjorde landningar i Antarktis extremt riskabla. Att uppfylla de stränga biosäkerhetskraven på denna fransk-kontrollerade ö - vilket innebär att forskare är förbjudna att störa balansen i bräckliga ekosystem - krävde noggrann planering och massor av pappersarbete, som tog många månader. Efter att ha kommit till ön hade forskare mycket liten tid - bara fem dagar - för att testa alla hypoteser för utrotning av pingviner, inklusive sjukdomar, rovdjur och uppvärmningen av Antarktishavet.
Troligen kommer dessa forskare inte längre att ha en chans att återvända till Cauchon Island. "Vi visste att detta skulle vara den enda expeditionen", påminner biologen Adrien Chaigne, en expeditionsarrangör som arbetar för den franska södra och antarktiska territoriets nationalpark, som kontrollerar ön. "Vi var under enormt tryck."
***
Liknande problem har länge plågat biologer som försöker studera funktionerna i livet i Antarktis. För två århundraden sedan måste forskare som ville komma till regionen segla tillsammans med upptäckare, valfångare och seglare. Till exempel upptäcktes Adélie-pingvinerna först av en naturforskare som anslöt sig till 1837-expeditionen till den sydöstra delen av Antarktis, ledd av den franska resenären Jules Dumont d'Urville, som kallade platsen Adelie Land efter sin fru. De svåra resor till sjöss krönades slutligen med framgång: 1895 upptäckte botaniker, som inte övertygade om att ingen växt kunde överleva i den iskalla Antarktis, till deras stora överraskning, lavar på Besöksö, nära ön Cauchon.
Idag har moderna forskningsbudgetar, liksom ett helt nätverk av polära forskningsstationer, gjort Antarktis mer tillgängligt. Biologer har rest till regionen för att hitta svar på ett antal grundläggande frågor, inklusive hur djur har utvecklats för att överleva i undernattemperaturer och hur ekosystem i det stora södra havet är organiserade. Klimatförändringar, som har gjort Antarktis till den snabbast föränderliga platsen på jorden, har gett upphov till forskning om fenomen som glaciärrörelse och försurning av havet. Potentialen för nya upptäckter gör regionen extremt attraktiv för forskare, säger marinbiolog Deneb Karentz vid University of San Francisco. "Om en forskare kommer dit minst en gång kommer han alltid att vilja återvända."
Kampanjvideo:
Men även i dag är utforskningen i Antarktis full av utmaningar. "Om du bara behöver två timmar hemma för att samla in nödvändiga prover, kommer det i Antarktis att ta 10 timmar," förklarar Karentz. Hårdt väder kan ibland leda till förlust av värdefull utrustning. 1987 bröt havsrörelse plexiglasramen som Karentz använde för att studera mikroorganismer under vattenytan. Hon var tvungen att ersätta den med en enhet som hon konstruerade av material som hittades på en närliggande forskningsstation. På Antarktis sa hon: "Du måste vara kreativ."
***
Weimerskirch och Bost, veteraner från Antarktisforskning, lärde sig dessa lärdomar väl när en helikopter från det franska forskningsfartyget Marion Dufresne flög forskare och 700 kilo utrustning till Cauchon Island i november 2019. Det var höjden på kungpingvinets häckningssäsong, och forskare hälsades med skrik och kvitt från tiotusentals kycklingar. Men forskare såg också stora tomma klippor som en gång var infekterade av pingviner. Enligt forskare var öns 67 kvadratkilometer tätbefolkning av pingviner, och nu är det mesta av detta utrymme tomt.
Forskare ville ta reda på vad som ledde till en så kraftig nedgång i kolonin. Kungpingviner, med uppskattningsvis 3,2 miljoner fåglar i Antarktis, är inte i omedelbar fara. Faktum är att deras antal nu återhämtar sig efter flera århundraden med jakt på dem. Under tiden är ungefär hälften av världens pingvinarter i fara och några har nyligen utsatts för snabb utrotning. De stora förlusterna bland relativt friska pingviner indikerar emellertid större hot, varför den katastrofala situationen på Cauchon Island har orsakat ett sådant larm bland forskare.
Att studera kungpingviner är relativt enkelt. Till skillnad från deras isboende motsvarigheter som kejsarpingvinerna, lever kungpingviner på öar i det subantarktiska bältet. Det betyder att de regelbundet kan räknas tack vare satellitbilder och att forskare kan bo i läger nära pingvinkolonier för att hålla ett konstant öga på dem. Under den långa häcksäsongen delar föräldrarna sina skyldigheter: en inkuberar ägg och matar fluffiga bruna kycklingar, medan den andra går till havet för att fånga fisk. Enligt data från elektroniska sändare kopplade till fåglar kan pingviner resa avstånd på 500 kilometer på jakt efter mat.
Expeditionsmedlemmarnas huvuduppgift var att fästa sådana sändare till 10 pingviner för att förstå om förändringarna förknippade med att hitta och skaffa mat på något sätt skulle kunna leda till en sådan förlust i antalet pingvinkolonier. Det var inte lätt. Gruppen av forskare fick bara röra sig längs en väldigt trampad väg och bara arbeta precis vid kolonin. Forskare fick också limma dessa sändare på fågelfjädrar.
Under denna tid inrättade andra medlemmar av gruppen fällor, kameror och nattsynsglasögon för att övervaka beteendet hos katter och möss, som en gång introducerades där av valfångare och som är kända för att äta ägg och jaga kycklingar. Dessutom har forskare samlat fjädrar och grävt upp ben av pingviner, som kan tjäna som ledtrådar, inklusive för att berätta om förändringar i kosten.
"De två första dagarna var arbetet väldigt intensivt", säger Shenyi. "Vi förstod att dåliga väderförhållanden skulle kunna avsluta vår expedition när som helst." Lyckligtvis lyckades forskargruppen undvika allvarliga stormar och i slutet av den femte dagen kunde de fästa sensorerna till pingvinerna och samla in alla nödvändiga prover.
***
Nu finns det en enorm mängd data att bearbeta. Men forskare har redan lagt fram flera hypoteser om orsakerna till den kraftiga nedgången i kolonin av kungpingviner. Till exempel spelade landsbaserade rovdjur tydligen ingen roll i detta. Som ett resultat av att ha undersökt kycklingar och vuxna pingviner, liksom att undersöka ben, fann forskare inga spår av bitar från möss eller katter, och kamerorna som installerats av forskare spelade inte in en enda episod av en attack. (Intressant nog konstaterade forskarna att kaninerna som de såg där försvann från ön.)
Dessutom har forskare inte hittat några säkra tecken på att pingvinerna helt enkelt har gått någon annanstans. I en mindre koloni på samma ö, som kunde tjäna som en naturlig plats för vidarebosättning, fanns det inte mer än 17 tusen par - detta är för få för att förklara det kraftiga fallet i antalet huvudkolonin. Enligt Bost kunde de inte upptäcka tecken - till exempel i satellitbilder - att kolonin har flyttat till någon annan ö.
Bost säger att det bara finns en rationell förklaring: "Om pingvinerna inte är där, så är de döda." Men vad dödade dem?
Uppenbarligen inte sjukdom. Forskare väntar på resultaten från slutanalyser av blodprover, men på ön märkte de bara några sjuka fåglar och få färska lik. "Vi trodde att vi skulle hitta många döda fåglar där, många fåglar i dåligt skick," säger Shenyi. Men fåglarna såg friska ut.
Shenyi och kollegor spekulerar i att förändringar i det omgivande havet har orsakat pingvinerna att simma mycket längre på jakt efter mat. Studier av andra kungpingvinkolonier visar att på jakt efter mat simmar fåglar från ön Cauchon vanligtvis hundratals kilometer söderut och når en gräns som kallas Polar Front eller Antarctic Convergence. Denna polära front är där de kalla vattnen i Antarktis möts med varmare vatten. Pingviner lockas där av det marina livet i havet, särskilt överflödet av fåglarnas främsta rov, glödande ansjovis, samlas i stora skolor.
Denna polära front står inte på ett ställe. Under åren har klimatavvikelser som El Niño South Oscillation eller Indian Ocean Dipole orsakat att havsvattnet i denna region värms upp och den polära fronten förflyttas söderut, det vill säga närmare polen och längre från ön Cauchon. När en förälder åker på en lång resa för att leta efter mat, kan hunger tvinga den andra föräldern att lämna boet för att hitta mat, vilket får kycklingarna att dö av rovdjur eller svält. Sådana långa resor gör pingviner mer utsatta för rovdjur och leder till överarbete. Dessa onormala år skymmer hur södra Oceanen kommer att värma under de kommande decennierna och ständigt flytta polarfronten längre söderut.
Beviset på att havets uppvärmning skulle kunna hota pingviner kommer från en studie 2015 från Bost och hans kollegor på en mindre koloni av kungpingviner på Besöksö, 160 kilometer väster om ön Cauchon. Ön är hem till Alfred Faure Research Station och har mindre strikta regler för biosäkerhet som gör det möjligt för forskare att kontinuerligt övervaka kolonin, klimat och oceanografiska förhållanden. I studien, vars resultat publicerades i tidskriften Nature Communications, analyserade forskare 124 rutter med pingviner på jakt efter mat, som 120 fåglar reste under 16 år. Studien visade att pingviner under de åren när polarfronten rörde sig söderut måste simma hundratals kilometer längre. Under den periodenNär "dessa ogynnsamma förhållanden observerades", konstaterade forskarna, "minskade pingvinpopulationen 34%."
Baserat på denna studie publicerade tidskriften Nature Climate Change 2018 en uppskattning om att uppvärmning av hav och andra miljöförändringar kan leda till en minskning av antalet kungpingviner i halva i slutet av detta århundrade.
Forskare kanske aldrig kan ta reda på om detta scenario förklarar den kraftiga nedgången i pingvinantal på Cauchon Island. (En annan hypotes är att denna koloni har vuxit till en ovanligt stor storlek under årtionden med särskilt riklig mat, och nu har den krympt till sin normala storlek.) Emellertid kan de sändare som forskarna fixade på 10 fåglar under expeditionen 2019 ge dem nya tips. Fem sändare fortsätter att överföra data och kan göra det fram till 2021.
Uppgifterna som överförts av dessa enheter har redan väckt många överraskningar: de visar att vissa pingviner letar efter mat inte i söder, utan i norr. Det betyder att pingvinerna har börjat jaga på den subantarktiska fronten. "Naturligtvis är detta en liten provstorlek," säger Weimerskirch. "Men det är väldigt intressant." Sändardata kan också bekräfta en trend mot längre resor för pingviner på jakt efter mat, vilket i sin tur kan indikera att oroande förutsägelser om effekterna av klimatförändringar faktiskt är ganska korrekta.
Enligt forskare kan en oväntad kraftig nedgång i antalet kungpingviner på ön Cauchon vara en föregångare för framtida katastrofer och, eventuellt, en kraftig nedgång i antalet andra pingvinkolonier. Men efter att ha tillbringat fem dagar på den kalla ön, tvingas forskare nu att observera fåglar på avstånd, och inser att myndigheterna troligtvis inte tillåter dem att skicka en annan expedition dit när som helst snart. Helikoptrar som flyger över ön då och då, liksom satellitbilder, kommer också att hjälpa till att hålla reda på pingvinen öde.
Eli Kintisch