A Antártida do ponto de vista de um estudante | Antarctica: the perspective of a student – by Jose Seco

Esta foi a segunda vez que fiz trabalho de campo a Antártida. A primeira foi em 2011 à ilha de Livingston. Mas estas duas experiências não poderiam ter sido mais distintas, tanto porque desta vez estou a bordo de um navio e não numa base cientifica e porque agora sou estudante de Doutoramento e assim mais responsável pelo meu projeto e pelas amostras que tenho que recolher.

Começando pelo início, tirei a minha licenciatura em Biologia na Universidade de Coimbra e juntei-me ao grupo de ciência polar em Abril de 2011 (há quase 5 anos! O tempo voou!). Já durante o meu mestrado (em Ecologia, na mesma Universidade), tive a oportunidade de participar numa campanha polar em 2011/2012 a estudar a dieta de duas espécies de pinguins e desde então que continuei a trabalhar em ciência polar, da qual já saíram vários artigos científicos. Depois de acabar a tese vieram os congressos, o início da escrita dos artigos científicos e as candidaturas a bolsas e a programas doutorais.

Depois de dois artigos publicados e algumas candidaturas submetidas veio finalmente a resposta positiva! Em Abril de 2015 comecei o meu doutoramento, no programa doutoral Do*Mar entre a Universidade de Aveiro e a Universidade de St. Andrews (Escócia). Durante os próximos 3 anos vou estudar os metais pesados presentes da cadeia alimentar Antártica!

 Assim este ano tive a oportunidade única de participar num cruzeiro cientifico a bordo no navio de investigação Royal Research Ship James Clark Ross, da British Antarctic Survey (Reino Unido). Onde recolhi amostras (água, microalgas, zooplâncton, peixes e lulas, pinguins) para depois identificar e quantificar os metais pesados. O trabalho a bordo no navio é muito intensivo. Tinhamos turnos de 12horas e mesmo fora das nossas horas de trabalho estamos sempre disponíveis para ajudar colegas que precisem. Depois há também as dificuldades inerentes a estarmos isolados do mundo (estávamos a certa de 1300km da vila mais próxima), são as condições climatéricas que ditam se vai ser possível trabalhar ou não, e temos que estar a contar com esses atrasos e alterações no plano de trabalhos de última hora, mas penso que são estas dificuldades que tornam o Oceano Austral ainda mais fascinante. Ter a oportunidade de estar a bordo de um navio de umas das mais conceituadas instituições de ciência polar do mundo e poder estar a trabalhar lado a lado com alguns dos melhores cientistas da minha área de investigação, enquanto estamos rodeados por Icebergues, focas, pinguins albatrozes e baleias, foi sem qualquer duvida uma das melhores experiências da minha vida tanto a nível pessoal como profissional.

 

This was the second time doing fieldwork in the Antarctic. My first was in 2011 at Livingston Island. But these two experiences could not have been more different, because this time I'm on board a ship and not on a scientific base. Also now I am a student of PhD and more responsible for my project and for the samples that I have to collected.

I took my degree in Biology at the University of Coimbra (Portugal) and joined the Polar Science group in April 2011 (almost 5 years ago! Time flies!). During my master degree (in Ecology at the same university), I had the opportunity to participate in a polar campaign in 2011/2012 to study the feeding ecology of two species of penguins and since then I have continued to work in polar science, which have left several scientific articles. After the finishing my thesis, it was time for conferences, writing papers and grant application.

After two published research articles and some applications submitted finally came the “Yes!” that I was waiting for! In April 2015 I started my PhD in the doctoral program Do*Mar between the University of Aveiro (Portugal) and the University of St. Andrews (Scotland). Over the next three years I will study the trace metals in the Antarctic food web!

So this year I had the unique opportunity to participate in a scientific cruise onboard of the Royal Research Ship James Clark Ross, of the British Antarctic Survey (UK). Where I collected samples (water, microalgae, zooplankton, fish and squid, penguins) for posterior identifications and quantification of trace metals. Working on board the ship is very intensive. We had 12 hours shifts and even outside of our working hours we were always available to help colleagues in need. Then there are the difficulties of being isolated from the world (we were at 1300km from the nearest village), the weather conditions dictate whether it will be possible to work or not, and we have to be counting on these delays and last minute changes in the work plan, though I think that these difficulties make the Southern Ocean even more fascinating. The opportunity to be on board a ship of one of the most renowned polar science institutions of the world and working side by side with some of the best scientists in my research field, as we are surrounded by Icebergs, seals, albatrosses, penguins and whales, was not without any doubt one of the best experiences of my life both personally and professionally.

By Jose Seco

Impossível parar o tempo | Impossible stoping time

O tempo voa. Nestes dias, eles foram marcados por serem muito intensivos de pesca. A rede RMT25 (a maior) esteve bastante ativa e apanhámos uma variedade interessante de peixes, particularmente Electrona antarctica e Gymnoscopelus braueri . Apareceram também uma espécies mais raras (como Protomychtophum bolini, Gymnoscopelus nicholsi, G. opisthopterus, Cynomacrourus pireie  e Paradiplospinus gracilis) Quando se utilizava a rede RMT8 (mais pequena) dirigida a cardumes ou bandas que apareciam na sonda, apanhámos maioritariamente o camarão do Antártico Euphausia superba, Thysanoessa spp. e Euphausia frigida. Estamos na reta final para obtermos as últimas amostras. Vamos ver se conseguimos!

Também tivemos um trabalho conjunto com um navio de pesca Norueguês Saga Sea, como parte integrante do cruzeiro. O objetivo sempre foi comparar o que as redes comerciais de pesca dirigida ao camarão do Antártico Euphausia superba se compara com as nossas redes científicas. Claro que os nossos colegas Noruegueses Olav Godo e Rokas Kubilius (este último é da Lituânia mas trabalha na Noruega) estão muito interessados com estes resultados. Rokas trouxe também a sua câmera para avaliar a capacidade de identificar e ver o camarão do Antártico debaixo de água. John Horne (Canadiano mas a trabalhar nos Estados Unidos), Christian Reiss (Estados Unidos), John Watkins, Sophie Fielding e Tracey Dornan (Reino Unido), trabalham todos principalmente relacionados com o uso de sonares para identificar organismos marinhos debaixo de água. Aliás, foi muito do trabalho destes colegas que fizemos pesca dirigida (target fishing) a zonas da coluna de água e a cardumes do camarão do Antártico (e outros organismos de zooplâncton) e de peixe.

No nosso caso, o nosso grupo consistia do Ryan Saunders (estuda principalmente peixes, Britânico), Gabi Stowasser (estuda zooplâncton, Germânica), Claire Waluda (faz a ligação entre o que os predadores fazem com o que encontramos nas redes, principalmente camarão do Antártico e peixes, Britânica). Tracy Dornan também passou muito tempo connosco também. Nós eramos os responsáveis pelo uso das redes, e de caraterizar tudo o que as redes apanharam (que consistia em pesar tudo, depois separar por espécies (tínhamos guias de identificação connosco), pesar cada espécie (todos os indivíduos conjuntamente) e medir cada individuo (para algumas espécies). Caso apanhássemos uma grande quantidade, fazíamos uma sub-amostra (por exemplo, houve casos que apanhámos 5 kg de crustáceos e fizemos uma sub-amostra, normalmente 10-15% do peso total).

Estamos já em direção às Ilhas Falkland/Malvinas. Ryan Saunders teve a excelente ideia de usar as redes na Frente Polar Antártica (APF), zona onde as águas do Oceano Antártico encontram as águas mais quentes vindas do norte. Esta zona é normalmente muito produtiva. Assim, tivemos o prazer de pescar com a rede RMT8 em encontrámos uma diversidade mais de peixe e espécies  de crustáceos que não tínhamos encontrado mais a sul (como a bonita Euphausia triacantha).

Agora estamos numa fase já de arrumar todo o equipamento e rever todo o trabalho realizado. Amanhã teremos mais uma reunião sobre quais serão os artigos que irão sair desta expedição. Estamos saudades de um pastel de nata e uma francesinha no mítico Couraça (bem pertinho da nossa faculdade da Universidade de Coimbra). Já estamos a ver terra...

Time flies. On these days, they were spent fishing intensively. The RMT25 (our biggest net) was used regularly and got an interesting variety of species of fish, particularly Electrona antarctica and Gymnoscopelus braueri . Some other species also showed up, but more rarely (such asProtomychtophum bolini, Gymnoscopelus nicholsi, G. opisthopterus, Cynomacrourus pireie  and Paradiplospinus gracilis). When we used the RMT 8 (smaller net) directed to shoals or layers that occurred in the eco-sounder, we caught mainly Antarctic krill Euphausia superba, Thysanoessa spp. and Euphausia frigida. We are in the final strech to obtain the last samples. Let´s see if we can catch them!

We also had some coordinated work with the Norwegian fishing vessel Saga Sea, as part of our research cruise. The objective was to compare what the comercial fishing nets were catchnig with our scientific nets, while targeting Antarctic krill. Of course our Norwegian colleagues Olav Godo and Rokas Kubilius (this latter colleague is from Lithuania but works in Norway) were interested in the results. Rokas brought his our research camera in order to assess the abiltiy ot identiy, and see, Antarctic krill, under water using his camera. John Horne (Canadian but working in the USA), Christian Reiss (NOAA, USA), John Watkins, Sophie Fielding e Tracey Dornan (UK), work together mainly on using eco-sounders to identify marine organisms under water. Indeed, it was mostly due to the preliminar work of these colleagues that we conducted target fishing to Antarctic krill shoals and layers of fish in the water column.

From our group onboard, it was composed by Ryan Saunders (studies mostly fish), Gabit Stowasser (studies zooplankton and nekton, German), Claire Waluda (was maknig the connection between what the predators were doing with what the nets were catching, Britânica). Tracy Dornan also spent considerably time with us, along with some other colleagues from the “acoustics” group.  We were responsible for the usage of the nets, and to cartacterize what the nets caught. This meant weighing everything first, then separate per species and weight them per species. For some cases, we also weighed and measured some specimens individually. In case we got a big catch, we would do a sub-sample (e.g. if we caught 5 kg de crustaceans, we would do analyse a sub-sample of 10-15% of the total weight).

We are already on our way back to the Falkland/Malvinas Islands. Ryan Saunders had the excelente idea of using the nets on the Antarctic Polar Front (APF), the zone where the cold waters of the Antarctic meet those from warmer áreas north. I tis considered to be a very productive área of the ocean, with numerous organisms aggregating there. There, we had the please to use the RMT8 and got more diversity of fish and crustaceans (including the nice Euphausia triacantha).

Now, we are on the final fase of getting all the equipment packed up again and assess all the work done. Tomorrow we will have  final overall meeting to assess which articles will come out of the expedition. We are with saudades of a custard tart and a Francesinha at our fdearest resutanrt Couraça (well close to our faculty at the University of Coimbra). We can see land now...

Terra firme com conhecidos| On land with known folks

Trabalhar um cruzeiro científico tem uma agenda muito diversificada: ir até à área de estudo, recolher informação nas várias estações de estudo (úteis para todos colegas do cruzeiro: por exemplo, uns colegas estão mais interessados na vertente acústica e compreender a abundância dos organismos usar sonares, outros colegas é imperativo recolher amostras dos animais para se estudar a fisiologia, biologia, ecologia...e no nosso caso, a presença e quantidade de contaminantes nesses animais. Nestes últimos dias, entre a “normal” ausência de bom tempo, tivemos obrigações primárias a fazer: ir buscar colegas que estavam em Terra a trabalhar com os pinguins e os lobos marinhos.

Primeiro fomos buscar Phil Trathan, cientista conhecido que trabalha com pinguins e que esteve os 2 últimos meses acampado junto a uma colónia de pinguins de Barbicha Pygoscelis antarctica na Ilha de Laurie (uma das Ilhas Orcadas). Quando o fomos buscar, ele estava com um sorriso gigante. O seu trabalho tinha corrido bem e estava contente de mais uma etapa terminada.  Ele foi um dos meus supervisores de Doutoramento e foi bom reencontrá-lo novamente, e logo ali. Eu e o José fomos os sortudos a ter autorização para o ir buscar (e à Cat, a sua assistente), nos zodiacs. As condições não estavam inicialmente favoráveis para atracar na praia, e tivemos de esperar para que as ondas baixassem um pouco. Fomos a terra, mas passamos maior parte do tempo a transportar equipamento, contudo valeu muito a pena. Estivemos novamente a cm de pinguins barbicha e de lobos marinhos.

A próxima paragens foi para apanhar o Ian Staniland, outro colega conhecido que trabalha com lobos marinhos Arctocephalus gazella, na Ilha de Powell (outra Ilha das Ilhas Orcadas). Desta vez não tivemos a oportunidade de ir a terra ajudá-los a retirar o acampamento. Por fim, fomos buscar os últimos cientistas à Ilha de Signy, onde fica a base britânica de Signy. Ai trouxemos connosco o Norman Ratcliffe (e a sua equipa) que trabalhou com pinguins de barbicha e gentoos. Tive a oportunidade de rever a minha colega Stacey Adlard com quem estive o Inverno de 2009 na Ilha de Bird Island (Geórgia do Sul), onde estudei os albatrozes viageiros e os pinguins gentoo, e que agora está a trabalhar ali. Tivemos também de reabastecer (com alimentos frescos e combustível) a base e felizmente deu para conhecer um pouco da Ilha. O tempo começou a piorar e tivemos que regressámos ao navio.

Todos eles estão a colaborar connosco, de um modo ou de outro, no nossos projetos. Aliás, tivemos logo a oportunidade de ir para o laboratório pois o Ian tinha bicos das lulas que encontrou na dieta dos lobos marinhos (obtidas através das fezes que os lobos marinhos fazem na praia quando regressam do mar). Os lobos marinhos comeram principalmente a lula Slozarczykovia circumantarctica, aquela que já tínhamos encontrado nas redes. Interessante foi compreender que, dos peixes consumidos, Gymnoscopelus nicholsi parece ter sido o favorito para os lobos marinhos. Isso é muito interessante, pois nós encontrámos outras espécies de peixe mais abundantes, particularmente Gymnoscopelus braueri e Electrona antarctica. O nosso trabalho de biólogos marinhos tem sido principalmente entre trabalhar em Terra ou num cruzeiro científico. A grande diferença que sentimos entre trabalhar num cruzeiro científico e em terra, é que em terra possuímos um contato direto com os pinguins e focas, e os restantes animais. Nos cruzeiros científicos, as sensações são complementares, onde apanhamos nas redes animais que não vimos...mas ter pinguins a cm marca-nos muito!

Working in a research cruise has a wide number of issues to deal with in the cruise agenda: get to the research área, collect information from the research stations within it (useful ot all colleagues: for example, some colleagues are more interested in the abundance and distribution patterns of marine organisms using acoustic tecnhiques (e.g. sonar) whereas for other colleagues collecting samples of the animals is imperative so that it is possible to study their physiology, biology, ecology...and in our case, the amount of contaminants in these animals. In these last couple of days, between the “normal” absence of good weather, we had a very improtant task to do: get our colleagues in various islands in the archipelago that have been working with penguins and seals.

Firstly, we went to get Phil Trathan, a well known scientist that works with penguins that spent the last two months at a colony of chinstrap epnguins Pygoscelis antarctica at Laurie Island (part of South Orkneys). When we went ot pick him (and Kat, his brilliant field assistant) up, he was with a gigantic smile! His GPS tracking work went well and was happy. He was one of m PhD supervisors, so it was really nice to see him again, in these circunstances. I and José were the lucky one´s to go and pick them up, via zodiacs (quick boats excellent for this type of work).  The conditions were initially not ideal, as the waves were high closer to the colony, so we waited a few hours until we got thumps up to go. We spent most of the time transporting equipment between the small Hill where they stayed and the zodiacs, but it was well worth it. The sounds of the penguins, smell of the penguins colony (yes, pretty strong but reminded us of the “old times”),  the proximity of them to us,...everything was magical. So nice being cm away from chinstrap and antarctic fur seals...

Then, we went to pick up Ian Staniland, another well known colleague that works with Antarctic fur seals Arctocephalus gazella, at the Island of Powell (another Island from the South Orkneys). This time, we had no opportunity to go and help them. Our cruise friends Rokas, Tracey and Dan did go and had the responsability of helping them with their equipment.

Finally, we went to pick up the last scientists at Signy Island, where the British Research Base is located. We picked up Norman Ratcliffe (and his team), tyhat has been working with chinstrap and gentoo penguins too. While in there, I had the chance to be with Stacey Adlard, my colleague of Winter 2009 at Bird Island Research Station when I studied wandering albatrosses and gentoo penguins. She is working now at Signy Island J We exchanged equipments and gear. We had the chance to see a bit of the surroundings of the base, which was nice too. With the weather deteorating, we returned back to the RRS James Clark Ross.

 All of them collaborate with us, in one way or another. Indeed, as soon as we had the opportunity to go the laboratory, Ian Staniland gave me his squid beaks found in the Antarctic Fur Seal scats during his study. I can say now that Antarctic fur seals ate Slosarczykovia circumantarctica, the same one we found in our nets. Interesting noticing that within the fish consumed by Antarctic fur seals, Gymnoscopelus nicholsi seemed to have been the favourite prey. Such result is surprising as in our nets we found Gymnoscopelus braueri and Electrona antarctica, with G. nicholsi occuring in high numbers only seldomly. A clue to such difference: G. nicholsi can reach big sizes (and nicely nutritious) and therefore Antarctic  fur seals were possibly smart in chosing them.

Our job as marine biologists has been mostly working on land (mostly in Antarctic islands) or in research cruises. The biggest difference between them is that on land we possess a stragiht, direct contact with larger, bigger, adored animals, such as penguins or seals. In research cruises, we have the unique opportunity of learning more about whales and smaller organisms that we find in the nets.  Overall, both are greta feelings, and both ways to study the marine environments are extremely useful... but it is so nice being close to the penguins ;)

Jose Xavier & Jose Seco

As criaturas mais belas | The most beautiful creatures

O esforço para obter cada amostra no Oceano Antártico é enorme, quer financeira quer emocionalmente. Financeiramente, pois os recursos logísticos para cada dia de cruzeiro científico é muito grande. Mais, existem varios imprevistos. Ora está mau tempo, ora um dos motores não funciona, ora não é possível por questões de agenda, o que converge a que cada amostra recolhida é considerada preciosa. É também o trabalho de muitos colegas para que finalmente consigam ter aquelas amostras prontas para analisar. Os cefalópodes (grupo que animais que inclui lulas, polvos e chocos) são um exemplo. Deste grupo de animais, na Antártida não existem chocos e polvos ainda se estão a descobrir novas espécies. Tenho trabalhado nas lulas do Oceano Antártico há quase 20 anos, e continuam a fascinar-me (e a muitos(as) ecologistas :)). A maioria da informação disponível destes organismos são através dos seus predadores naturais.

 

(aqui temos um cardume do camarao do antarctico em forma de coracao...que ocorreu durante este cruzeiro :))

 Aliás muita da informação veio do tempo da caça à baleia, quando se estudava os conteúdos estomacais. Pode-se encontrar cerca de 50 espécies de lulas nas dietas dos seus predadores naturais do Oceano Antártico.  No entanto, quando se usa redes científicas, o número de espécies capturadas é muito menor, isto porque elas são extremamente rápidas e evitam facilmente as redes. 

Assim, sempre que se apanha uma lula, há festa! Neste cruzeiro já apanhámos 3 espécies diferentes, tal como previsto: Galiteuthis glacialis, Psychroteuthis glacialis e Slosarczykovia circumantarctica. 

Num artigo científico nosso que está prestes a sair, mostrámos onde estas espécies poderão estar distribuídas (Xavier et al 2016 Ecosystems online). Estas espécies possuem uma distribuição circumpolar no Oceano Antártico (ou seja, está presente em todos os seus sectores (Pacífico, Atlântico e Índico)) sendo endémicas do Oceano Antártico (ou seja, são originárias destas águas). No entanto, a distribuição de Galiteuthis glacialis pode extender-se até águas mais quentes (até à Frente Sub-Tropical  (Define-se Frente Oceânica como uma zona de água do Oceano onde as temperaturas variam drasticamente. Por exemplo a Frente Polar Antártica (APF) é a frente que divide águas Antártica (com temperaturas entre aproximadamente -1 até aos 2 graus Celcius) e águas sub-antárticas (com temperaturas dos 2 graus Celcius até aos 8 graus Celcius ou mais).  A distribuição de Psychroteuthis glacialis e Slosarczykovia circumantarctica pode extender-se até norte da Frente Sub-Antártica. Todas estas espécies estão presentes na dieta de numerosos predadores, incluindo baleias, albatrozes e pinguins. O esforço para obter amostras destas belas criaturas é gigantesco, por isso quando temos um estudante para fazer uma tese (normalmente de Mestrado) e lhes damos algumas amostras, relembramos sempre o esforço que foi para as obter. E claro, mostrar-lhes o gosto pela ciencia e o quando fascinantes estes animais são. Feliz Dia de São Valentim!

 

The effort to obtain each sample in the Southern Ocean é very high, both financially and emotially.  Financially, the logistical resources for each day in a research cruise are very high (imagine how much is to maintain a research ship with a 30 member crew in the Southern Ocean). Emotially too, as issues come up daily (as normally does in the Antarctic). A storm not planned comes in and reduces our time to collect samples, an equipment stopped working so we need time to repair it,...all of these are common while doing Antarctic research. The conclusion is: every sample is extremely precious. It is also the time of many colleagues that invest their time and helped collecting the samples. No wonder we are reminding this to our University students everytime... The example of the cephalopods (group that comprises squid, octopods and cuttlefish) is obvious. From this group in the Antarctic, cuttlefish does not exist and new species of octopods are still found today. I have been working on Antarctic squid almost in the last 20 years, and they continue to fascinate me (and many other ecologists). The majority of the information of the organisms is from their natural predators, such as albatrosses, seals and whales. Indeed, much of the information came from the gut contentes of whales, during whaling in the XX century. For example, we can find more than 50 species in the diets of predators. However, when using nets, only a few species are caught, due to the nets being too slow for the fast squid. But to understand their biology, physiology and ecology, we must pursue in catching them using nets. Everytime we catch a squid in our nets, we have a word of praise in the laboratory. In this cruise, we already caught 3 different species of squid, whose information will be extremely valuable to us: Galiteuthis glacialis, Psychroteuthis glacialis and Slosarczykovia circumantarctica. In one of our latest research papers, we show where these species may be distributed (Xavier et al 2016 Ecosystems online). All these species have a circumpolar distribution in the Southern Ocean (i.e. They occur all around the Antarctic continent, in the Indian, Pacific and Atlantic sectors of the Southern Ocean), being endemic (means originally from) to these cold waters. However, the distribution of Galiteuthis glacialis can extend up to the Subtropical Front (Ocean Front is an Ocean área where temperatures change considerably in a short space. Example the Antarctic Polar Front divides the warmer water of up to 8 degrees Celcius from the colder waters of the Antarctic that usually ranges from -1 and 2 degrees Celcius). The distribution of Psychroteuthis glacialis and Slosarczykovia circumantarctica can extend north of the Sub-Antarctic Front. All of these species are found in numerous predators of the Southern Ocean. In conclusion: when we have a student to do a thesis with us and we provide them with sampels from the Southern Ocean, we remind them of all the effort that was needed to get them. And of course, our passion for science and the love for these animals. Happy St. Valentine´s Day!

Jose Xavier & Jose Seco