Nieustanna ciemność i temperatu­ry poniżej zera w czasie zimy sprawiają, ze obszary biegunowe są najmniej gościnnymi miejscami na Ziemi. Jednakże w czasie krótkiego tata pojawia się tam wiele różnorodnych organizmów.
Stacja badawcza Wostok jest położona w sercu antarktycznego lądolodu w najzimniejszym miejscu na Ziemi. W czasie ocieplenia tem­peratura powietrza może wzrosnąć tam do -21°C, ale średnia temperatura lata wynosi -33°C. Średnia temperatura powietrza w zimie wynosi -68°C, a najniższa zanotowana tam to -88°C. Zimowe słońce nigdy nie wznosi się ponad blady horyzont, toteż przez sześć miesięcy w roku kontynent antark-tyczny spowija ciemność.
Skaliste podłoże jest przykryte powłoką lodu, którego grubość miejscami wynosi dwa kilometry. Powstawał on warstwa po warstwie przez miliony lat ze śniegu, który nigdy nie topniał. Śnieg na­gromadzał się powoli, gdyż roczne opady atmos­feryczne na większości obszaru centralnej Antark­tydy są bardzo małe i są odpowiednikiem mniej więcej 200 milimetrów słupa deszczu, a więc mniej niż na Saharze.
Żaden żywy organizm nie jest w stanie prze­trwać skrajnych warunków panujących na biegunie południowym, znajdującym się w samym sercu lodowej pustyni. Jednakże już 260 km od tego miej­sca, na szczytach Gór Królowej Maud, skaliste zbocza porasta rzadka roślinność - mchy, porosty i wą­trobowce. W zimie góry są tak zimne i ciemne jak otaczający je lądolód, ale w lecie skały pochłaniają ciepło świecącego przez całą dobę słońca i ogrze­wają się do temperatury 6°C. Stwarza to szansę roślinom do rozwoju i rozmnażania się, dzięki czemu mogą one porastać płatami skały, co ochra­nia je przed mroźnymi wiatrami.
Kiedy nadchodzi zima i temperatura zaczyna znowu spadać, rośliny pozbywają się wody, co zagęszcza cytoplazmę ich komórek. W ten sposób ich sok komórkowy ma postać bardzo stężonego roztworu cukrów, który nie zamarza i zabezpiecza dzięki temu roślinę przed powstawaniem w jej ko­mórkach niszczących kryształków lodu. W tym stanie uśpienia rośliny mogą przetrwać ciemne mie­siące zimy w oczekiwaniu na kilka tygodni polar­nego łata, które pobudzi je znowu do wegetacji.
Strategia przetrwania prostych antarktycznych roślin jest typowa dla organizmów stref polarnych.
Zbite w gęste kępy i wystawione na działanie ciem­ności oraz mrozu przez większą część roku, orga­nizmy polarne wybuchają życiem w czasie krót­kiego lata, kiedy silne promienie słoneczne dostarczają potężnej dawki energii do ekosystemu. Rośliny zielone pochłaniają energię promieni sło­necznych i w drodze fotosyntezy zamieniają ją w węglowodany, białka i tłuszcze, które wbudowują w swoje komórki i wykorzystują do procesów życiowych. Zwierzęta roślinożerne zjadają rośli­ny, a same są zjadane przez zwierzęta mięsożerne, których ciała po śmierci są rozkładane przez redu-centów. W ten sposób trwa tam cykl życia. Kiedy jesienią znika słońce, rośliny przestają rosnąć i roz­mnażać się, roślinożercom zaczyna brakować pokarmu, a i drapieżniki nie mają na co polować. Życie całego ekosystemu zaczyna powoli gasnąć aż do następnego lata, kiedy powrócą słoneczne dni i wprowadzą w ruch całą machinę polarnego życia.

Zakwitające morza.
W pobliżu bieguna południowego przyspieszenie tempa procesów życiowych w lecie jest trudno zauważalne, gdyż bardzo mało roślin i zwierząt jest w stanie tam żyć. Jednakże na obrzeżach An­tarktydy energia słoneczna pobudza aktywność życiową organizmów na brzegach południowych obszarów oceanów. Jest tak częściowo dlatego, że na wybrzeżu klimat jest łagodniejszy, jednak pod­stawową przyczyną i źródłem życia na Antarkty­dzie są wody oceanów, które ją otaczają.
W porównaniu do lądu, morza stref polarnych są bardziej umiarkowanym środowiskiem. Wody mor­skie zamarzają w temperaturze -1,9°C, tak więc dopóki woda nie zamarznie, morze w zimie jest o wiele cieplejsze niż ląd i oferuje spokojne warun­ki bytowania dla wszystkich rodzajów organizmów. W zimnych wodach mórz biegunowych jest też stosunkowo dużo rozpuszczonego dwutlenku węgla oraz tlenu i są one szczególnie bogate w związki mineralne wyniesione w górę przez wywołane wia­trami prądy oceaniczne. W rezultacie morza bie­gunowe są niezmiernie żyzne i panują tam dosko­nałe warunki do rozwoju mikroskopijnych glonów, które określa się mianem fitoplanktonu.
W ciągu zimy rozwój fitoplanktonu jest po­wstrzymywany przez utrzymującą się okrywę lodo­wą na powierzchni wody, która nie tylko izoluje wody od zimnego powietrza, ale także uniemoż­liwia dostęp promieniom słonecznym w głębsze warstwy wody. Kiedy na wiosnę lody topnieją, woda jest oświetlana przez 24 godziny, następuje eksplozja rozwoju fitoplanktonu i na długo wody mórz wypełniają się gęstą zawiesiną glonów .'Ko­mórki tych glonów mają różną barwę, toteż obfi­tość tych organizmów może nadawać wodzie mor­skiej rozmaite kolory. Zjawisko to jest określane jako zakwit wody. Mnogość glonów z kolei przy­ciąga mnóstwo istot zwierzęcych, takich jak na przykład wielkie ławice kryla, a to oznacza ucztę dla ryb, większych skorupiaków, głowonogów i ssaków, które na nie polują.

Antarktyczna fauna.
Do zwierząt nadających kształt faunie Antarktydy należą głównie ptaki morskie, pingwiny i foki. Wie­le z nich rozmnaża się w wielkich koloniach na brzegach kontynentu i wydala tam swe odchody. Dzięki temu wybrzeże antarktyczne jest bardzo bo­gate w związki azotowe, co pobudza rozwój roślin na obszarach wolnych od lodu. Surowy klimat i izolacja Antarktydy od innych kontynentów są jednakże czynnikami, które powodują, że flora tam występująca nie jest gatunkowo liczna, ponieważ mało roślin było w stanie opanować te rejony świa­ta. Tylko dwa gatunki roślin naczyniowych - roślin wytwarzających właściwe korzenie oraz system przewodzący wodę i substancje mineralne do liści - znaleziono na kontynencie antarktycznym. Są to śmiałek antarktyczny Deschampsia antarctica i gatunek z rodziny goździkowatych - Colobanthus. Na pozostałą część flory składa się około dwustu sześćdziesięciu gatunków rozmaitych wątrobow­ców, mchów i porostów.
Taka uboga roślinność nie jest bogatym źródłem pokarmu dla zwierząt i z wyjątkiem kilku gatun­ków bezkręgowców na Antarktydzie nie ma żad­nych lądowych zwierząt roślinożernych. Większość przedstawicieli ubogiej gatunkowo antarktycznej fauny poszukuje pokarmu w rejonach wybrzeży kontynentu. Spośród ptaków na lądzie żerują jedy­nie gatunki padlinożerne, takie jak wydrzyki skua i pochwodzioby. Ich pokarmem jest wszystko, co nadaje się do zjedzenia - padlina, a także pozosta­wione bez opieki jaja i pisklęta pingwinów, ranne małe foki oraz wyrzucone przez morze na brzeg martwe ryby i bezkręgowce. Pingwiny i foki polu­ją wyłącznie w wodzie na kryla, ryby i inne zwie­rzęta wodne, a same padają łupem orek i lampar­tów morskich.

Arktyczne bogactwa.
Większość morskich gatunków zwierząt Antarkty­dy ma swoje arktyczne odpowiedniki. Wiele gatun­ków waleni, które pływają w wodach antarktycz­ny ch, można napotkać także na dalekiej północy, a foki, które rozmnażają się na północnych wys­pach, mają swoich bardzo bliskich krewniaków rozmnażających się na wybrzeżu Antarktydy. Po­nieważ na północy nie występują pingwiny, ich miejsce jest zajęte przez alki i nurzyki, na przykład nurzyki podbielałe, które zdobywają pokarm wy­łącznie w morzu, a rozmnażają się na lądzie.
Wszystkie te zwierzęta odnoszą korzyści z ob­fitych pojawów fitoplanktonu na wiosnę. Wiele z nich w tym czasie, wykorzystując bogactwo po­karmu, przystępuje do rozrodu i zakłada wielkie kolonie lęgowe na wybrzeżach, które wyglądają bardzo podobnie jak te na Antarktydzie. Jest jed­nak między nimi różnica, gdyż świat roślinny na północy jest liczniejszy gatunkowo, a flora roślin naczyniowych o wiele bogatsza. Obok ptasich pad­linożerców kręcących się w pobliżu kolonii lęgo­wych występuje ponadto kilka gatunków ssaków lądowych - lisy polarne, wilki, a nawet niedź­wiedzie polarne. Wraz z wydłużaniem się dnia w powietrzu pojawia się coraz więcej owadów -szczególnie różnorodnych ssących krew muszek i komarów - które to stają się pokarmem ptaków lądowych, na przykład pliszek i świergotków.
Być może kiedyś, kiedy klimat był cieplejszy, taką różnorodnością gatunków lądowych charak­teryzowała się także Antarktyda, ale zwiększająca się podczas ostatniej epoki lodowcowej (około 12000 lat temu) pokrywa lodowa zmiotła więk­szość rodzimych zwierząt lądowych i roślin oraz zatarła po nich ślady. Od tego czasu lód nieco ustą­pił, ale otaczający ocean zapobiegł powtórnej kolo­nizacji kontynentu.

Zamarznięty ocean.
W Arktyce rośliny i zwierzęta ustąpiły w ten sam sposób, jednak skutki działania lodowca były tylko tymczasowe. Podczas gdy Antarktyda jest przykry­tym lodem kontynentem odizolowanym od innych wodami oceanicznymi, to Arktyka jest w istocie zamarzniętym morzem otoczonym wielkimi ląda­mi Ameryki Północnej i Azji. Tak więc chociaż występujące tam zwierzęta i rośliny zostały ze­pchnięte na południe, mogły one powrócić, gdy lodowiec się cofnął.
Otaczające Arktykę lądy są do dzisiaj ostoją dzi­kiej przyrody. Na Antarktydzie zwierzęta i rośli­ny jako środowisko życia musiały wybrać tereny pomiędzy lądolodem a morzem, które są wąskim, pozbawionym lodu, ale bardzo ubogim skrawkiem kamienistego lądu na wybrzeżu. W okolicy biegu­na północnego powłoka lodowa (lądolód) okrywa Grenlandię i północne wyspy, toteż te okolice są tak samo pozbawione życia jak środkowa Antark­tyda, jednak tutaj są one otoczone przez ogromne obszary tundry - na wpół zamarzniętej ziemi, która częściowo taje w lecie. Bardziej na południe tun­dra przechodzi w lasy tajgowe Skandynawii, Syberii, Alaski i Kanady, a granica pomiędzy tundrą i tajgą jest zazwyczaj uważana za granicę Arktyki. Wyróżniającą cechą tundry jest wieczna zmarzli­na - warstwa stale zamarzniętej ziemi pod po­wierzchnią gruntu. Na skraju arktycznych lodow­ców wieczna zmarzlina dosięga samej powierzchni i uniemożliwia jakikolwiek wzrost roślinom. Na obszarach położonych dalej od lodowców wiecz­na zmarzlina zaczyna się na głębokości poniżej jed­nego metra pod powierzchnią. W zimie ziemia nad wieczną zmarzliną oczywiście zamarza, ale w lecie taje, co umożliwia roślinom zakorzenienie się. Sys­temy korzeniowe roślin tundrowych nie sięgają jednak głęboko, bo tylko do wiecznej zmarzliny.

Walcząc o przetrwanie.
Rośliny tundry mają też inne problemy, którym muszą stawić czoła. Wieczna zmarzlina nie prze­puszcza wody, więc podczas topnienia śniegów woda nie odpływa i nie wsiąka w glebę. Z tego powodu powierzchnia gruntu jest bagnista i grząska, występują wielkie kałuże stojącej wody i pojawiają się małe potoczki niosące wodę z topniejących śnie­gów. Mniej zauważalnym problemem jest zjawi­sko powtarzającego się zamarzania i topnienia wody w glebie, które powoduje unoszenie się wierzchniej warstwy gruntu. W niektórych miej­scach gleba wygląda tak, jakby była przez kogoś wymieszana. Na obszarach szczególnego nasile­nia tego rodzaju zjawiska wzrost roślin zostaje nie­omal uniemożliwiony, gdyż wynoszące powierzch­nię gleby siły rozrywają systemy korzeniowe. Są też oczywiście problemy związane z surowością klimatu: skrajnie niskie temperatury i długa noc polarna w zimie, mroźne wiatry i brak wilgoci (tak jak Antarktyda, większa część Arktyki jest lodo­wą pustynią). Czynniki te razem wzięte powodu­ją, że Arktyka jest jednym z najbardziej niego­ścinnych miejsc na Ziemi.
Nie jest więc zaskoczeniem, że stosunkowo ma­ło gatunków roślin jest w stanie przetrwać w takich warunkach. Jednakże te, którym to się udaje, czę­sto występują w dużej liczbie. Ich zwarte, wolno rosnące organizmy, zabezpieczone przed zimnem i wysuszającymi wiatrami grubą, woskową warst­wą kutikuli, mają wiele cech wspólnych z gatun­kami roślin rosnącymi wysoko w górach, a wiele ich gatunków zasiedla oba typy środowisk i są zna­ne jako rośliny arktyczno-alpejskie.

Goście i stali mieszkańcy.
Letnia tundra oferuje bogate zasoby pokarmu dla roślinożernych zwierząt. Jednymi z największych zwierząt roślinożernych są renifery, które z poło­żonych bardziej na południe leśnych zimowisk na okres lata przemieszczają się na północ. Wiele gatunków ptaków czyni podobnie.
Wraz z końcem lata renifery i ptaki migrują na południe, ale wiele gatunków niniejszych roślinożerców pozostaje. Najliczniejszymi z nich są le­mingi - małe, podobne do norników gryzonie, które w sprzyjających okolicznościach mogą masowo się rozmnażać.
Lemingi są w stanie przetrwać zimę dzięki temu, że chronią się pod okrywą śniegową izolującą przed mrozem i szalejącymi wichurami. Żywią się wtedy mchami i porostami. Nie zapadają w sen zimowy, jak wiele innych małych zwierząt stałocieplnych z bardziej na południe położonych rejonów, gdyż podczas zimy polarnej panują zbyt niskie tempe­ratury i zwierzęta te podczas hibernacji po prostu zamarzłyby. Zwierzęta zmiennocieplne, takie jak owady, niestety nie mają wyboru; ich temperatura ciała jest mniej więcej taka sama jak temperatura otoczenia, tak więc prędzej czy później spadnie poniżej punktu zamarzania. Arktyczne owady są jednak w stanie przetrwać zimę, ponieważ płyny otaczające ich komórki ciała zamarzają do posta­ci małych kryształków lodu. Komórki są chronio­ne przed zamarznięciem przez specjalne białka. Małe kryształki lodu nie czynią szkód i oziębione komórki, a przez to i narządy owada, są w stanie przetrwać do czasu, kiedy przebudzi je ponowny wzrost temperatury.

Arktyczne drapieżniki.
Ptaki i ssaki znajdujące pożywienie i rozmnażają­ce się na terenie tundry są pod stałą presją ze stro­ny drapieżników, które mogą być tak małe jak gro­nostaje lub tak ogromne jak niedźwiedzie polarne. Na chore i osłabione osobniki z migrujących stad reniferów polują wilki. W koloniach lęgowych pta­ków pojawiają się lisy polarne i mewy. Kiedy re­nifery i ptaki pod koniec łata rozpoczynają wędrówkę na południe, wiele drapieżników pozostaje w tundrze i zwraca swoją uwagę w stronę stałych mieszkańców tundry, takich jak woły piżmowe i lemingi.
Lemingi są pokarmem większości arktycznych drapieżników, do których należą na przykład gro­nostaje, rosomaki, lisy polarne, wilki, sowy śnież­ne, myszołowy włochate i inne ptaki drapieżne, np. sokoły wędrowne. Sukces rozrodczy mniejszych drapieżników zależy od dostępności lemingów -wiele lisów polarnych nie przystępuje do rozrodu w latach, kiedy lemingów jest mało. Większe dra­pieżniki, takie jak wilki, potrafią zabić większe zwierzęta i objadają się ich mięsem na zapas, na wypadek braku pokarmu w przyszłości.
Najpotężniejszym drapieżnikiem Arktyki jest niedźwiedź polarny, który poluje głównie na wiel­kich obszarach lodowych Morza Arktycznego. Czyhając na foki w pobliżu wolnych od lodu frag­mentów wody, czeka, aż wynurzą się z wody, aby zaczerpnąć powietrza i wtedy rzuca się na nie.

■ Gąsienica ćmy Gynaephora groendlandica potrafi przez ponad dziesięć miesięcy przetrwać w stanie zamrożenia temperaturę -50°C panującą na dalekiej Arktyce.
■ Wiele arktycznych gatunków ptaków na zimę odlatuje na południe. Rekordzistką jest rybitwa popielata, której zimowiska znajdu­ją się aż na Antarktydzie. Ptaki pokonują więc co roku dystans około 40000 kilometrów i ja­ko że doświadczają dnia polarnego na obu biegunach, są bardziej niż jakiekolwiek inne zwierzę wystawione na ciągłe działanie pro­mieni słonecznych.
■ Większym od wilków problemem dla reni­ferów są chmary komarów, które pojawiają się na początku lata i zmuszają ssaki te do przemieszczenia się na tereny wyżej położo­ne, gdzie niestety nie ma tak dużo pokarmu jak na równinach.
■ Ławice kryla są ogromne. Zarejestrowano jedną ławicę, która zajmowała powierzchnię 450 km2 oceanu i sięgała głębokości 200 m. Masę jej oszacowano na dwa miliony ton.