Dissertations / Theses on the topic 'Antarktyka'

Lake Vostok, der größte der über 70 subglazialen Seen in der Antarktis, ist derzeit einer der Forschungsschwerpunkte der geowissenschaftlichen Polarforschung. Der See erstreckt sich unter einer 4 000 m dicken Eisschicht auf über 250 km Länge mit einer Wassertiefe von bis zu 1 000 m. Ziel der hier vorliegenden Arbeit ist die Untersuchung des Einflusses der Gezeiten auf den Wasserstand des Sees, die eine bisher nicht betrachtete Komponente in der Zirkulation im See darstellen. Auf Grund seiner Ausdehnung ist das Gezeitenpotential an verschiedenen Punkten auf dem See nicht gleich, sondern weist differentielle Unterschiede auf. Unter der Annahme, dass sich die Seeoberfläche entlang einer Äquipotentialfläche ausrichtet, ergeben sich Gleichgewichtsgezeiten des Sees mit Amplituden von bis zu 4,6 mm für die größte ganztägige Tide K1 und 1,8 mm für die größte halbtägige Tide M2. Differenzen des Luftdruckes zwischen Nord- und Südteil des Sees rufen zusätzlich einen differentiellen inversen Barometer-Effekt hervor. Der inverse Barometer-Effekt besitzt im wesentlichen die spektralen Eigenschaften eines roten Rauschens. Die Variationen erreichen bis zu +/- 20 mm. Zum messtechnischen Nachweis derartiger Höhenänderungen an der Eisoberfläche über dem See wurden drei unterschiedliche Verfahren herangezogen. Differentielle GPS-Messungen zwischen einem Punkt auf aufliegendem Eis und einem zweiten in der südlichen Seemitte bestätigen die Modellvorstellungen und zeigen sowohl mit der Luftdruckdifferenz korrelierte Höhenänderungen als auch Höhenänderungen mit ganz- und halbtägigen Perioden. Die SAR-Interferometrie als flächenhaft arbeitende Methode zur Bestimmung von Höhenänderungen lässt den räumlichen Verlauf der Deformation erkennen. Dabei zeigt sich, dass sich die Aufsetzzone auf dem etwa 50 km breiten See bis in die Seemitte ersteckt. Erdgezeitenregistrierungen, die im Jahr 1969 in der Station Vostok durchgeführt wurden, zeigen zwar Auffälligkeiten wie etwa einen stark erhöhten Luftdruckregressionskoeffzienten und einen Phasenvorlauf der K1-Tide, diese können jedoch nicht eindeutig als Resultat von Höhenänderungen der Seeoberfläche identifiziert werden. Auf Grund der Lage der Station Vostok nahe dem Ufer des Sees ist die Deformation dort schon stark gedämpft. Die zu erwartenden Effekte liegen daher unterhalb der Auflösung der damaligen Messungen. Damit sind die theoretischen Grundvorstellungen über die Reaktion des subglazialen Sees auf Gezeiten- und Luftdruckanregungen herausgearbeitet, sowie diese Effekte mit zwei unabhängigen und komplementären Messverfahren nachgewiesen
Lake Vostok, the largest of more than 70 subglacial lakes in the Antarctic, is one of the prominent topics of recent geoscientific polar research. The lake extends beneath the 4,000 m thick ice sheet to a length of more than 250 km with a water depth of up to 1,000 m. This thesis aims to investigate the influence of tides on the lake level which has not been considered so far in the discussion of water circulation within the lake. Due to the extent of the lake the tidal potential at different positions on its surface is not equal but exhibits a differential effect. Under the assumption of the lake level to be parallel to an equipotential surface the equilibrium tides of the lake yield amplitudes of up to 4.6 mm for the largest diurnal tidal constituent K1 and 1.8 mm for the largest semi-diurnal wave M2. In addition, differences in air pressure between the northern and the southern part of the lake result in a differential inverse barometric effect. This effect shows red noise characteristics with variations of up to +/- 20 mm. Three different types of measurements were used to verify corresponding height changes of the ice surface above the lake. Differential GPS measurements between one station on grounded ice and one in the southern centre of the lake confirm the concept and show height changes correlated to air pressure differences as well as changes with diurnal and semi-diurnal periods. SAR interferometry as a spatial method to determine height changes reveals the areal extent of the deformation with a grounding zone extending to the centre of the about 50 km wide lake. Gravimetric earth tide data recorded at Vostok Station in 1969 show pecularities such as an increased regression with air pressure and a phase lead of the K1 tide. However, these effects cannot be explicitly attributed to height changes of the lake surface. Due to the position of the station near the edge of the lake the effect is highly attenuated and below the noise level of these measurements. This work introduces the concept of the response of the subglacial lake to the tidal potential and to air pressure forcings and presents evidence for the effect by two different techniques proving the validity of the model

Lake Vostok, der größte der über 70 subglazialen Seen in der Antarktis, ist derzeit einer der Forschungsschwerpunkte der geowissenschaftlichen Polarforschung. Der See erstreckt sich unter einer 4 000 m dicken Eisschicht auf über 250 km Länge mit einer Wassertiefe von bis zu 1 000 m. Ziel der hier vorliegenden Arbeit ist die Untersuchung des Einflusses der Gezeiten auf den Wasserstand des Sees, die eine bisher nicht betrachtete Komponente in der Zirkulation im See darstellen. Auf Grund seiner Ausdehnung ist das Gezeitenpotential an verschiedenen Punkten auf dem See nicht gleich, sondern weist differentielle Unterschiede auf. Unter der Annahme, dass sich die Seeoberfläche entlang einer Äquipotentialfläche ausrichtet, ergeben sich Gleichgewichtsgezeiten des Sees mit Amplituden von bis zu 4,6 mm für die größte ganztägige Tide K1 und 1,8 mm für die größte halbtägige Tide M2. Differenzen des Luftdruckes zwischen Nord- und Südteil des Sees rufen zusätzlich einen differentiellen inversen Barometer-Effekt hervor. Der inverse Barometer-Effekt besitzt im wesentlichen die spektralen Eigenschaften eines roten Rauschens. Die Variationen erreichen bis zu +/- 20 mm. Zum messtechnischen Nachweis derartiger Höhenänderungen an der Eisoberfläche über dem See wurden drei unterschiedliche Verfahren herangezogen. Differentielle GPS-Messungen zwischen einem Punkt auf aufliegendem Eis und einem zweiten in der südlichen Seemitte bestätigen die Modellvorstellungen und zeigen sowohl mit der Luftdruckdifferenz korrelierte Höhenänderungen als auch Höhenänderungen mit ganz- und halbtägigen Perioden. Die SAR-Interferometrie als flächenhaft arbeitende Methode zur Bestimmung von Höhenänderungen lässt den räumlichen Verlauf der Deformation erkennen. Dabei zeigt sich, dass sich die Aufsetzzone auf dem etwa 50 km breiten See bis in die Seemitte ersteckt. Erdgezeitenregistrierungen, die im Jahr 1969 in der Station Vostok durchgeführt wurden, zeigen zwar Auffälligkeiten wie etwa einen stark erhöhten Luftdruckregressionskoeffzienten und einen Phasenvorlauf der K1-Tide, diese können jedoch nicht eindeutig als Resultat von Höhenänderungen der Seeoberfläche identifiziert werden. Auf Grund der Lage der Station Vostok nahe dem Ufer des Sees ist die Deformation dort schon stark gedämpft. Die zu erwartenden Effekte liegen daher unterhalb der Auflösung der damaligen Messungen. Damit sind die theoretischen Grundvorstellungen über die Reaktion des subglazialen Sees auf Gezeiten- und Luftdruckanregungen herausgearbeitet, sowie diese Effekte mit zwei unabhängigen und komplementären Messverfahren nachgewiesen.
Lake Vostok, the largest of more than 70 subglacial lakes in the Antarctic, is one of the prominent topics of recent geoscientific polar research. The lake extends beneath the 4,000 m thick ice sheet to a length of more than 250 km with a water depth of up to 1,000 m. This thesis aims to investigate the influence of tides on the lake level which has not been considered so far in the discussion of water circulation within the lake. Due to the extent of the lake the tidal potential at different positions on its surface is not equal but exhibits a differential effect. Under the assumption of the lake level to be parallel to an equipotential surface the equilibrium tides of the lake yield amplitudes of up to 4.6 mm for the largest diurnal tidal constituent K1 and 1.8 mm for the largest semi-diurnal wave M2. In addition, differences in air pressure between the northern and the southern part of the lake result in a differential inverse barometric effect. This effect shows red noise characteristics with variations of up to +/- 20 mm. Three different types of measurements were used to verify corresponding height changes of the ice surface above the lake. Differential GPS measurements between one station on grounded ice and one in the southern centre of the lake confirm the concept and show height changes correlated to air pressure differences as well as changes with diurnal and semi-diurnal periods. SAR interferometry as a spatial method to determine height changes reveals the areal extent of the deformation with a grounding zone extending to the centre of the about 50 km wide lake. Gravimetric earth tide data recorded at Vostok Station in 1969 show pecularities such as an increased regression with air pressure and a phase lead of the K1 tide. However, these effects cannot be explicitly attributed to height changes of the lake surface. Due to the position of the station near the edge of the lake the effect is highly attenuated and below the noise level of these measurements. This work introduces the concept of the response of the subglacial lake to the tidal potential and to air pressure forcings and presents evidence for the effect by two different techniques proving the validity of the model.

Die Kryosphäre interagiert mit verschiedenen anderen Subsystemen der Erde. Variationen der klimatischen Bedingungen führen zu kryosphärischen Massenänderungen und somit zu Änderungen des globalen Meeresspiegels. Gleichzeitig induzieren Massenvariationen des Eises und des Ozeans Deformationen der festen Erde, welche sich aus einer instantanen elastischen und einer möglichen verzögerten viskosen Reaktion (glazial-isostatischer Ausgleich – GIA) zusammensetzen. Der räumlich variable Effekt der Meeresspiegeländerung relativ zur sich deformierenden Erdkruste wird gravitativ konsistent durch die Meeresspiegelgleichung beschrieben. Er ist die entscheidende Größe zur Abschätzung des Einflusses der Meeresspiegeländerungen auf die Küsten. Die vorliegende Arbeit widmet sich der Bestimmung rezenter Massenänderungen der Eisschilde Antarktikas (AIS) und Grönlands (GIS) mittels geodätischer Daten. Zur Ableitung der Massenbilanzen beider Eisschilde wurde auf Daten der Satellitenmission GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) zurückgegriffen. Für den Zeitraum 2003/10–2009/10 konnten die Beiträge von AIS und GIS zur globalen Meeresspiegeländerung zu 0,26 ± 0,08 bzw. 0,59 ± 0,06mm/a bestimmt werden. Auf Basis wiederholter Höhenmessungen durch das Satellitenaltimeter ICESat (Ice, Cloud, and land Elevation Satellite) stand eine zweite unabhängige Schätzung der Massenbilanzen zur Verfügung. Während für den GIS beide Massenbilanzen im Rahmen der zugehörigen Fehlermaße übereinstimmen, treten für den AIS regional größere Differenzen auf. Diese konnten auf mögliche Restfehler in einer instrumentellen Korrektion der ICESat-Mission, Limitierungen der angewendeten Volumen-Massen-Umrechnung sowie auf Fehler in den genutzten GIA-Modellen zurückgeführt werden. Für die Ableitung von Eismassenänderungen aus GRACE-Daten stellen GIA-Prädiktionen eine wichtige Reduktionsgröße dar. In Antarktika weisen verfügbare Modelle noch große Unsicherheiten auf. Für den Bereich des Amundsen-See-Sektors (Westantarktika), welcher den größten Teil zur negativen Massenbilanz des AIS beiträgt, konnte eine empirische GIA-Schätzung aus der Kombination von Massenänderungen aus GRACE und Volumenänderungen aus ICESat abgeleitet werden. Diese empirische Schätzung unterscheidet sich signifikant von den Prädiktionen verfügbarer GIA-Modelle. Eine Validierung der Ergebnisse mittels aus GPS-Beobachtungen abgeleiteten vertikalen Deformationen der Erdkruste bestätigte die empirische Schätzung. Die GPS-beobachteten Deformationen enthalten sowohl rezente eisinduzierte als auch GIA-bedingte Signalanteile. Zu deren Trennung wurden gravitativ konsistent modellierte elastische Krustendeformationen verwendet, welche auf hoch aufgelösten ICESat-Daten basieren. Insbesondere bei der Analyse von GRACE-Daten hat eine Änderung der GIA-Reduktion einen signifikanten Einfluss auf die bestimmte Massenbilanz. Im Vergleich zur Verwendung einer modellierten GIA-Reduktion ergab sich durch die Anwendung der empirischen Reduktion ein um ~40% größerer Eismassenverlust im Untersuchungsgebiet. Sowohl in den Zeitreihen der Massenänderungen als auch in den Variationen der Eisoberflächenhöhen konnten nichtlineare Signale detektiert werden. Die Analyse von GRACE-Monatslösungen im Zeitraum 2003–2012 belegt einen erhöhten Meeresspiegelbeitrag des AIS und des GIS in den letzten Jahren. Signale dieses erhöhten Massenverlusts sind auch durch andere Sensoren detektierbar. Am Beispiel des Jakobshavn Isbræ (GIS) wurde ein beschleunigtes Fließverhalten mittels optischer Satellitendaten (Landsat) nachgewiesen und mit der beschleunigten Krustenhebung an einer benachbarten GPS-Station korreliert. Darüber hinaus wurden beobachtete Krustendeformationen auch zur Validierung der aus ICESat-Daten modellierten elastischen Deformationen genutzt. Für den Thwaites-Gletscher (AIS) konnte der Nachweis über eine Zunahme der Fließgeschwindigkeit und eine verstärkte Eishöhenabnahme durch die Hinzunahme radarbasierter Satellitendaten (TerraSAR-X, TanDEM-X) erbracht werden. Auf diese Weise war es möglich, die durch Landsat und ICESat bereitgestellten Zeitreihen zu verlängern.

Cellular_ polar research station Antarctica is the driest, the busiest and most extensive place on Earth, half-year-shrouded. People still live here. They set up the research stations in which they live and work. In these extreme climatic conditions, the station originates and disappears due to natural behaving. Stations provide researchers with safety and space for research, including comfort. They are built in different ways and provide different comforts, according to technological and transport options.

Praca doktorska wykonana w Instytucie Paleobiologii PAN w Warszawie.
Otwornice bentosowe są jedną z powszechnie badanych grup meiobentosu. Są one szeroko rozpowszechnione w wodach całego świata, włączając Antarktykę. Otwornice, ze względu na stosunkowo dobrze poznany zapis kopalny, stanowią ważne narzędzie w badaniach paleośrodowiskowych i ewolucyjnych. Obok analizy morfologicznej, badania molekularne zwiększają wiarygodność wyróżnień taksonomicznych i otwierają nowe możliwości badawcze. W rozprawie tej wykorzystano analizy molekularne do prześledzenia biogeografii otwornic w rejonie Cieśniny Drake’a i Antarktyki Zachodniej. Zbadano strukturę populacji, demografię, a także powiązania filogenetyczne typowo antarktycznych otwornic bentosowych ze szczególnym uwzględnieniem otwornic z rodziny Cassidulinidae. Porównano zmienność molekularną ośmiu morfogatunków otwornic bentosowych z różnych obszarów Antarktyki Zachodniej (Szetlandy Południowe, Morze Rossa i Rothera) oraz z południowej Patagonii. Dane sugerują obecny i/lub niedawny przepływ genów poprzez Cieśninę Drake’a dla gatunków otwornic Pullenia subcarinata i Trifarina earlandi oraz dla pojedynczych molekularnych operacyjnych jednostek taksonomicznych (MOTU) z rodzajów Micrometula i Hippocrepinella. Jednak, zdecydowana większość zidentyfikowanych gatunków/MOTU wykazuje izolację allopatryczną. Struktura molekularna populacji różnych taksonów, zilustrowana przez sieci haplotypów, jest bardzo zmienna i wskazuje na zróżnicowane scenariusze dyspersji. Gatunki/MOTU antarktyczne wykazały topologie gwiaździste odzwierciedlające polodowcową ekspansję demograficzną i/lub przestrzenną z ograniczonych geograficznie refugiów glacjalnych, które mogły znajdować się na szelfie kontynentalnym Antarktyki. Proste topologie gwiaździste np. u Micrometula, Psammophaga, Hippocrepinella i Pullenia subcarinata sugerują ekspansję z pojedynczych refugiów, złożone np. u Trifarina earlandi i Globocassidulina biora z wielokrotnych refugiów, gdzie mogły wykształcić się odrębne ekotypy. Analiza niedopasowań nukleotydowych oraz testy neutralności Tajima’s D i Fu’s F potwierdziły tę ekspansję. Niektóre gatunki/MOTU zamieszkujące Patagonię mają skomplikowaną topologię sieci haplotypów, co sugeruje bardziej stabilną i długotrwałą ewolucję, podczas gdy inne wykazały topologie gwiaździste, które mogły odzwierciedlać zawężenie ich przestrzeni życiowej pod wpływem zlodowaceń Ameryki Południowej. Mamy tu do czynienia z młodą zmiennością po efekcie wąskiego gardła (ang. bottleneck), który mógł być spowodowany przez ekspansję lądolodu i zmianę warunków środowiskowych w czasie zlodowacenia. Rekonstrukcja filogenezy metodą bayesowską, wyskalowana z użyciem zegara molekularnego, sugeruje, że izolacja między gatunkami/MOTU antarktycznymi i patagońskimi miała miejsce po granicy eocen/oligocen około 34 mln lat temu. Wiek początków izolacji antarktycznych i patagońskich przedstawicieli badanych otwornic jest zróżnicowany. U otwornic jednokomorowych Monothalamida, izolacja ta miała miejsce wyraźnie wcześniej niż wśród przedstawicieli wapiennych Rotaliida. Zdaje się to być potwierdzeniem faktu, że rozdzielenie ekosystemów po obu stronach Cieśniny Drake’a było stopniowym procesem, który rozpoczął się ponad 30 mln lat temu i w pierwszej kolejności miał wpływ na gatunki zamieszkujące siedliska najbardziej płytkowodne. Wśród form wapiennych, wiek większości dywergencji wynosił 15 mln lat temu lub później, co sugeruje, że środkowy miocen, z jego wyraźnym ochłodzeniem klimatu Antarktyki, był ważnym okresem w kształtowaniu obecnych barier biogeograficznych pomiędzy płytkowodnymi organizmami bentosowymi z Antarktyki Zachodniej i południowej Patagonii. Cassidulinidae należą do jednych z bardziej charakterystycznych antarktycznych otwornic bentosowych z rzędu Rotaliida. W dysertacji opracowano dane genetyczne dla rodzajów Cassidulinoides, Globocassidulina i Ehrenbergina. Celem tej części pracy była weryfikacja, na podstawie danych molekularnych, wyróżnień taksonomicznych stosowanych dla tych otwornic bentosowych zamieszkujących Antarktykę. Obecne badania pokazały, że w rodzaju Cassidulinoides odnotowano większą, niż dotychczas przypuszczano, liczbę gatunków. W strukturze sieci haplotypów gatunku C. parkerianus s. l. odnotowano odrębne zgrupowania sekwencji z Zatoki Admiralicji i z Morza Rossa, co wskazuje na obecność dwóch wyraźnie odmiennych jednostek taksonomicznych o nie zachodzących na siebie zasięgach geograficznych. Takie ograniczenie rozprzestrzenienia geograficznego w porównaniu z wokół-antarktycznym rozprzestrzenieniem innych, licznych otwornic antarktycznych wydaje się wskazywać na możliwość wąskiej specjalizacji ekologicznej u antarktycznych gatunków z rodzaju Cassidulinoides. W przypadku rodzaju Globocassidulina potwierdzona została prawidłowość wyróżnienia gatunków G. biora i G. subglobosa. Globocassidulina biora jak i G. subglobosa są od dawna ugruntowanymi w literaturze gatunkami, ale ich odrębność genetyczna została dobrze udokumentowana dopiero w niniejszej pracy. Niemniej, zarówno ich zasięg geograficzny jak i morfologia skorupek zazębiają się. Oba gatunki z rodzaju Globocassidulina cechuje duże zróżnicowanie genetyczne, które idzie w parze z szerokim rozprzestrzenieniem geograficznym. Może to świadczyć o ich szerokiej tolerancji ekologicznej. Struktura sieci haplotypów gatunku Ehrenbergina glabra wydaję się być bardzo prosta, niestety w tym przypadku trudno jest o bardziej dokładne obserwacje, ze względu na ograniczoną ilość danych. Rekonstrukcja filogenezy metodą bayesowską wykazała, że Ehrenbergina glabra jest bliżej spokrewniona z rodzajem Cassidulinoides niż Globocassidulina, co znajduje także odzwierciedlenie w podobieństwie morfologii ich skorupek, rozwiniętych i dwuseryjnych w późniejszych etapach ontogenezy. Zróżnicowanie form antarktycznych w rodzajach Globocassidulina i Cassidulinoides nastąpiło po rozdzieleniu patagońskich i antarktycznych linii ewolucyjnych około 15-17 mln lat temu, czyli po środkowym miocenie, który był jednym z głównych etapów pogłębiania izolacji termalnej Antarktyki i rozwoju jej zlodowacenia. Zgrupowanie poza antarktycznych otwornic z rodzajów Cassidulina i Globocassidulina w obrębie osobnego kladu może sugerować polifiletyczny charakter rodzaju Globocassidulina, zdefiniowanego obecnie na podstawie morfologii skorupki. Obok blisko spokrewnionych filogenetycznie gatunków z rodzaju Globocassidulina z półkuli południowej (patagońskich i antarktycznych) występują także taksony zaliczane również na podstawie morfologii skorupki do Globocassidulina, ale bliżej spokrewnione z formami z rodzaju Cassidulina występującymi na półkuli północnej.
grant Preludium NCN Kenozoiczne otwornice bentosowe szelfu Antarktyki: Badania paleontologiczne i molekularne (2013/11/N/ST10/01663); projekt Swiss National Science Foundation 31003A_140766 i 31003A_159709; grant Opus Kenozoiczna ewolucja otwornic bentosowych po obu stronach Cieśniny Drake’a (NCN 2011/01/B/ST10/06956)

Skorupiaki z rzędu równonogów (Isopoda) Latreille, 1817 są ważnym elementem zoobentosu morskiego (Gallardo i Castillo 1969; Jazdzewski i in. 1986), i stanowią jedną z najbogatszych w gatunki grup makrozoobentosu Oceanu Południowego (Clarke i Johnston 2003; De Broyer i in. 2011). Celem pracy była ocena bogactwa gatunkowego równonogów miękkiego dna Zatoki Admiralicji, analiza rozmieszczenia i różnorodności zgrupowań Isopoda miękkiego dna Zatoki Admiralicji oraz ocena bogactwa gatunkowego i różnorodności fauny Isopoda aparatów czepnych brunatnicy Himantothalls grandifolius. Materiał badawczy pochodzi z Zatoki Admiralicji (Wyspy Króla Jerzego) Antarktyka. Do analiz wykorzystano łącznie 152 próby ilościowe, jakościowe oraz z aparatów czepnych H. grandifolius. Stwierdzono 70 gatunków równonogów z czego 31 gatunków, nie było odnotowanych w tej zatoce. Isopoda nie tworzą na miękkim dnie Zatoki Admiralicji wyraźnych zgrupowań fauny, związanych z bardzo ograniczonymi obszarami dna, charakteryzującymi się bardzo podobnymi parametrami fizyko-chemicznymi. Różnorodność Isopoda miękkiego dna, w silnie zaburzonej przez lodowce zatoce glacjalnej, była niższa niż w ujściowej części Fiordu Ezcurry. Aparaty czepne H. grandifolius są zasiedlane przez specyficzne zgrupowanie Isopoda, silnie zdominowane przez Caecognathia antarctica i obecny tylko w tym siedlisku Cymodocella tubicauda. Nie wykazano zależności pomiędzy objętością aparatu czepnego H. grandifolius a zagęszczeniem gatunków, zagęszczeniem osobników i liczbą gatunków. Zaobserwowano zmiany w strukturze zgrupowań Isopoda pomiędzy latami osiemdziesiątymi XX wieku, a rokiem 2007. Crustaceans isopod (Isopoda) Latreille, 1817 are an important part of zoobenthos sea (Gallardo and Castillo 1969 JAŻDŻEWSKI et al. 1986), and represent one of the richest in species groups macrozoobenthos of the Southern Ocean (Clarke and Johnston 2003; De Broyer et al. 2011). The aim of the study was to assess species richness Isopoda of soft bottom of Admiralty Bay, analyzing the distribution and diversity Isopoda communieties of soft bottom of Admiralty Bay and evaluation of species richness and diversity of Isopoda fauna of holdfasts of macroalgae Himantothalls grandifolius. The research material comes from Admiralty Bay (King George Island) Antarctica. For the analysis used a total of 152 attempts quantitative, qualitative and holdfast samples of H. grandifolius. It was found 70 species Isopoda, of which 31 species was recorded in this the bay first time. Isopoda not form on the soft bottom of Admiralty Bay distinct groupings fauna associated with very limited areas of the bottom, characterized by very similar physico-chemical parameters. The diversity of the Isopoda soft bottom, in a strongly disturbed by glaciers glacial bay, was lower than in the estuary part of the Ezcurra Inlet. Holdfasts of H. grandifolius are inhabited by specific grouping of the Isopoda, strongly dominated by Caecognathia antarctica and present only in this habitat Cymodocella tubicauda. No significant correlation between the volume of holdfast of H. grandifolius and density of species, density of individuals and number of species. Observed changes in the structure of the Isopoda groupings between the eighties of the twentieth century, and 2007.
CAREX Transfer of Knowledge Grant, CeDAMar Short Visit Grant

The aim of the Ph.D. thesis was to: (i) analyze the diversity of bacteria inhabiting three different habitats on King George Island (Antarctica), (ii) identify and determine the diversity of Antarctic bacterial plasmids, (iii) investigate the degree of similarity of the identified plasmids with replicons from other environments and the scale of horizontal gene transfer in the Antarctic environment and (iv) identify and analyze selected plasmids’ genes of potential adaptive role. Soil samples were collected at three sites located on King George Island in Antarctica. Each site was characterized by a different zoogenic and anthropogenic pressure. In total 216 bacterial strains from these samples were isolated. Each strain was assigned to a genus using molecular biology techniques. All of them were subjected to a series of physiological tests showing that these are psychrotolerants. In addition, as many as 75% of the strains were metallotolerant bacteria. In the next stage of the researches an identification and characterization of plasmids of the analyzed strains was performed. During the analysis, various plasmid-isolation techniques were used. As a result, as many as 174 novel plasmids were identified - their sequences were determined and deposited in the GenBank (NCBI) database. Previously, each replicon was also manually annotated. The last stage of the researches was the functional analysis of selected plasmids and their genes. One genus representing gram-negative and one for gram-positive bacteria was selected. These were the Pseudomonas and Arthrobacter genera, i.e. bacteria that are common in permanently cold regions and additionally they exhibit significant biotechnological potential. The researches revealed that the plasmids identified in Antarctic strains are significantly genetically different from the previously identified bacterial plasmids of the same genera. At the same time, these replicons showed relevant similarities amongst each other, which proved the occurrence of the phenomenon of horizontal gene transfer in this environment. Another confirmation for this was an identification of identical plasmids in different configurations in various hosts. Selected plasmids’ genes (i.e. conferring resistance to metals, responsible for biofilm forming) of potential adaptive importance were subjected to functional analyzes. In the course of these analyses a plasmid carrying temperature-sensitive replication system was found.
Celem pracy doktorskiej było: (i) poznanie różnorodności bakterii zasiedlających trzy różnorodne siedliska znajdujące się na Wyspie Króla Jerzego (Antarktyka), (ii) identyfikacja i określenie różnorodności plazmidów antarktycznych bakterii, (iii) zbadanie stopnia podobieństwa zidentyfikowanych plazmidów z replikonami pochodzącymi z innych środowisk i określenie skali horyzontalnego transferu genów w środowisku antarktycznym oraz (iv) wyznaczenie i analiza plazmidowych genów o potencjalnym znaczeniu adaptacyjnym. Próbki gleby pobrano w trzech miejscach zlokalizowanych na Wyspie Króla Jerzego w Antarktyce. Każde z miejsc charakteryzowało się odmienną presją zoo- i antropogeniczną. Badania mikrobiologiczne pozwoliły na wyizolowanie z tych próbek 216 szczepów bakteryjnych. Każdy ze szczepów przypisano do rodzaju, z wykorzystaniem technik biologii molekularnej. Analizy fizjologiczne wykazały, że wszystkie szczepy to bakterie psychrotolerancyjne, zdolne do funkcjonowania w niskich temperaturach. Ponadto, aż 75% szczepów okazało się być metalotolerantami. Kolejnym etapem była identyfikacja i charakterystyka plazmidów znajdujących się w komórkach analizowanych szczepów. W trakcie badań podjęto próby izolacji plazmidów z każdego ze szczepów. W wyniku analiz zidentyfikowano aż 174 nowe plazmidy – ustalono ich sekwencje i zdeponowano je w bazie danych GenBank (NCBI). Wcześniej wykonano również ręczną adnotację każdego z replikonów. Ostatnim etapem badań była analiza funkcjonalna wybranych plazmidów oraz genów zidentyfikowanych w ich obrębie. Wybrano po jednym rodzaju bakterii gramujemnych i gramdodatnich. Były to rodzaje Pseudomonas i Arthrobacter, czyli takie, które są szeroko rozpowszechnione w środowiskach zimnych, a dodatkowo szczepy z tych rodzajów mają zastosowanie w biotechnologii. W toku badań okazało się, że zidentyfikowane w antarktycznych szczepach plazmidy znacznie różnią się pod względem sekwencji od wcześniej zidentyfikowanych plazmidów bakterii z tych samych rodzajów. Jednocześnie, replikony te wykazują pewne podobieństwo między sobą, co jest dowodem na występowanie zjawiska horyzontalnego transferu genów w tym środowisku. Kolejnym potwierdzeniem tego zjawiska było zaobserwowanie występowania tych samych plazmidów w różnych konfiguracjach w komórkach różnych gospodarzy. Wybrane plazmidowe geny (np. związane z opornością na metale czy też tworzeniem biofilmu), o potencjalnym znaczeniu adaptacyjnym, poddano analizom funkcjonalnym. W toku tych analiz zidentyfikowano m.in. plazmid posiadający temperaturo-wrażliwy system replikacyjny.

In Antarctica, diatoms inhabit multiple limno-terrestrial habitat types, which may each individually offer unique ecological information for use in biomonitoring, paleoecology, and biogeography. However, we are still at the initial exploration stage of documenting the diversity among habitat types from different Antarctic regions, which is necessary to serve as baseline data for the aforementioned scientific disciplines, and ultimately inform conservation decisions. To gain insight into the spatial and habitat controls on Antarctic diatom communities, the importance of habitat type and island aspect was investigated by studying diatoms living in ponds, mosses, streams, and seepage areas on two opposite sides Vega Island, Antarctic Peninsula. A diverse flora of 136 taxa belonging to 31 genera was revealed, which was dominated by the genus Nitzschia, and suggests that the flora of Vega Island is biogeographically influenced by both continental and Maritime Antarctic bioregions. Habitat type was found to be a crucial factor for diatom community composition, and was stronger than the influence of island aspect. In ordination analyses, moss samples were separated primarily by their abundances of the diatom Chamaepinnularia krookiformis, while pond samples were separated by Nitzschia paleacea and stream...

Diatoms are single-celled photosynthetic eukaryotes that substantially contribute to global primary productivity. They are also among the most diverse groups of organisms in Antarctica. Biogeographically, Antarctica is divided into three distinct regions including the Sub-Antarctic, Maritime Antarctic, and Continental Antarctic. Recent taxonomic revisions of diatoms within the Sub-Antarctic and Maritime Antarctic Regions have uncovered a number of endemic taxa initially misidentified as cosmopolitan due to species "force-fitting". Within Continental Antarctica, this taxonomic uncertainty has led to confusion about the environmental drivers of limno-terrestrial diatom communities, although this knowledge is important given the use of diatoms as regional bioindicators for environmental change. The purpose of this dissertation is to reevaluate the diatom flora of Continental Antarctica and determine variables that structure their communities within two historically and biologically important localities within East Antarctica; the Vestfold Hills and Windmill Islands. The erection of the genus Sabbea was performed to accommodate a long-misidentified species, Sabbea adminensis, that occurs within the Vestfold Hills and McMurdo Sound Region where it had been the source of taxonomic confusion since the...

The objective of the thesis is to describe the legal regime of the Antarctic specifically in relation to the protection of its environment. The introductory chapters are devoted to brief description of the natural conditions of the Antarctic and the history of its exploration. In relation with the discovery voyages there are also mentioned the first territorial claims of the states and the legal foundations on which these claims were made. The author also deals with the basic legal document in relation to this continent, the Antarctic Treaty, mainly with its main principles as the demilitarization, prohibition of appropriation and the recognition of previous claims. Under the Antarctic Treaty several categories of the Parties to the Treaty can be distinguished which is an un-common situation. The existence of the Antarctic Treaty Consultative Meeting which is related to this situation is also being discussed. This Consultative Meeting further develops the principles of the Antarctic Treaty and issues Measures, Decisions and Resolutions. This thesis focuses on the analysis of the protection of the environment of the Antarctic. The topic has been divided into separate components of the environment and these are dealt with in individual chapters of the thesis where the steady development and the introduction...

The purpose of the diploma thesis is to describe and summarize the legal regime of Antarctica including its evolution, functioning and the protection of its environment. Chapter one of the thesis consists of the introduction with the Antarctic continent including the natural conditions, the history of the discovering, the competition between Roald Amundsen and Robert Falcon Scott to reach the South Pole and the territorial claims of seven states in the first half of the twentieth century. The second chapter deals with the fundamental document of the legal regime of Antarctica - The Antarctic Treaty. The Antarctic Treaty was signed in Washington on 1 December 1959 by the twelve countries whose scientists had been active in and around Antarctica during the International Geophysical Year of 1957-58. The very important provisions of the Treaty contain international cooperation and prohibition of any measures of a military nature, such as the establishment of military bases and fortifications, carrying out of the military maneuvers, as well as testing of any type of weapons. Antarctica became international space which can not be appropriated by individual states. The third chapter deals with the Antarctic Treaty System and its analysis and summary. The Antarctic Treaty System regulates the international...

Global warming and its influence on the environment has become a popular and widespread issue. Nowadays, an analogy of a high latitude ecosystem during the greenhouse type of climate does not exist. The Cretaceous polar ecosystem gave us a unique possibility of understanding these extreme ecosystems and the specific adaptations of organisms to these conditions. Such types of ecosystem are crucial for a better understanding of possible future climate changes. This thesis focusses on the adaptation strategies of land plants during the Late Cretaceous in the Arctic peninsula. The land plants responded to these specific solar conditionals in two different ways: evergreen or deciduous. The fossil material for this study comes from Brandy Bay and Crame Col, James Ross Island, Antarctic. The material was collected in a continuous sequence from Kotic point to Santa Marta Formation (Cenomanian - Companian). A detailed and systematic analysis was performed on five out of fifty-five samples that well represented the studied region and age: Agathoxylon kellerense, Agathoxylon antarcticus, Araucarioxylon chapmanae, Podocarpoxylon multiparenchymatosum and Phoroxylon sp. Based on the detailed study of Agathoxylon kellerense (sample number AN34) wood anatomy and growth rings structure, adaptation strategies were...

The Fairy shrimp Branchinecta gaini Daday, 1910 is the largest freshwater invertebrate in Antarctica and the top-level consumer of local freshwater food webs. Ecological demands of B. gaini that are accompanied by 'ruderal' life strategy together with its spatial distribution that exceeds to Patagonia indicate that it had survived last glacial period in South America and expanded to Antarctica shortly after this epoch endeed. On James Ross Island that is the most extreme environment where B. gaini occurs today was this fairy shrimp considered extinct until year 2008. Its disappearance was based on paleolimnological analysis of several lake sediment cores according to which it inhabited this island between years 4200 to approximately 1500 before present when it died out because of changes in lake catchments caused by harsh neoglacial conditions. Paleolimnological analysis of Monolith Lake presented in this study has shown that this assumption was wrong and B. gaini has lived on James Ross Island throughout neoglacial period up to recent time. Phylogeographic analysis of 16S rDNA of specimens from Patagonia, South Orkneys, South Shetlands and James Ross Island revealed that its high morphological diversity is not supported by this gene and that all examined populations of B. gaini is one species with very few...