science >> Wetenschap >  >> Natuur

Wat zit er achter de terugtrekkende kelpen en uitzettende koralen?

Onderwaterfoto's die de verschuiving laten zien van gematigde gemeenschappen die worden gedomineerd door macroalgenbedden (kelp en fucoïden) (links), naar de tijdelijke samenwoning met tropische koralen (midden), naar koraalriffen (rechts). Krediet:Kumagai NH, et al ., PNAS , 20 augustus 2018

Klimaatverandering en andere externe krachten veroorzaken snelle verschuivingen van de mariene gemeenschap in de Japanse kustecosystemen. Beter begrip van de verspreidingsdynamiek van soorten, als gedreven door deze factoren, kan de instandhoudingsinspanningen en het beheer van klimaatverandering verbeteren.

Het Nationaal Instituut voor Milieustudies, Universiteit van Hokkaido, en het National Institute of Polar Research hebben voor het eerst aangetoond dat het gecombineerde effect van klimaatopwarming, dominante poolwaarts stromende oppervlaktestromen, en ontbossing door opdringerige plantenetende vissen is de oorzaak van de snelle gemeenschapsverschuivingen van gematigde macroalgen naar tropisch koraal die plaatsvinden in de gematigde kustwateren van Japan. De studie benadrukt de noodzaak van een proactief beheer dat zich aanpast aan de huidige en toekomstige klimaatverandering, en kan het behoud van macroalgenbedden en koraalriffen helpen.

Macroalgen en koraal zijn belangrijke habitatvormende groepen organismen die een hoge biodiversiteit ondersteunen en belangrijke ecosysteemdiensten leveren aan de mens. In Japan, warmwaterkoralen worden voornamelijk geassocieerd met de subtropische wateren van de zuidelijke eilanden, terwijl bladervormende algen overvloediger voorkomen in de relatief koudere gematigde wateren van centraal Japan. In recente jaren, echter, klimaatopwarming heeft koralen in staat gesteld hun verspreiding in de verwarmde gematigde zone uit te breiden, waar de verspreiding van de minder verspreide macroalgen krimpt.

"Deze 'tropicalisering' van gematigde mariene gemeenschappen is geen geïsoleerd fenomeen. Het gebeurt op verschillende plaatsen in de wereld, zoals in Australië, de Middellandse Zee of zelfs in het Noordpoolgebied, waar het in plaats daarvan 'borealisatie' wordt genoemd, " zegt Hokkaido University Assistant Professor Jorge García Molinos van het onderzoeksteam. "Inderdaad, het is een natuurlijk gevolg van de klimaatopwarming in biogeografische overgangszones waar meerdere soorten leven op of dichtbij hun verspreidingsgrenzen, zoals in ons geval met de koralen en kelpen."

Behalve het effect van opwarming, dit fenomeen is in verband gebracht met de uitbreiding van tropische plantenetende vissen, geassocieerd met de koralen, en de naar de polen stromende, warme oceaanstromingen die de expansie van zowel vissen als koraal naar gematigde zones vergemakkelijken. Echter, dit is de eerste studie die de relaties tussen al deze factoren bij meerdere soorten bekijkt, gemeenschapsniveau.

Om dit fenomeen te verklaren, de onderzoekers onderzochten 439 documenten met tienduizenden records (voornamelijk 1950-2015) waarin het voorkomen van macroalgen werd beschreven, koraal en plantenetende vissen over de Japanse archipel. Met behulp van deze rijke historische database, ze reconstrueerden de verschuivingen in de verspreiding van de belangrijkste soorten, die vervolgens werden gerelateerd aan langetermijnvariaties in ruimtelijke patronen van oceaantemperaturen en stroomsnelheid met behulp van statistische modellen om de effecten van klimaatverandering en oceaanstromingen op gemeenschapsverschuivingen te analyseren.

De resultaten toonden aan dat koraal en vissen hun verspreidingsgebied sneller en verder uitbreidden dan macroalgen. De uitbreiding van macroalgen naar het noorden werd overtroffen door de inkrimping van hun verspreidingsgebied naar het zuiden, terwijl de zuidelijke grenzen van de reeksen van de meeste koralen onveranderd bleven. Echter, alle soorten bleken hun verspreiding langzamer te verplaatsen dan de snelheid van opwarming. Zoals verwacht, dergelijke gemeenschapsverschuivingen werden meestal waargenomen in zones langs de Kuroshio- en Tsushima-stromen, met name gebieden rond de eilanden Kyushu en Shikoku, en voornamelijk geassocieerd met een toename van begrazing door tropische herbivore vissen. Niettemin, modelvoorspellingen voor de komende decennia wijzen op een significante toename van de kans dat deze gebeurtenissen zich elders langs de oost- en westkust van centraal Japan voordoen. Ze suggereren ook dat de concurrentie tussen soorten zal toenemen als een drijvende kracht achter de gemeenschapsverschuivingen.

Naarmate de opwarming van de aarde vordert, levende organismen migreren naar habitats met een meer geschikte temperatuur. Echter, voor sommige minder mobiele organismen kan het huidige tempo van de klimaatverandering te snel blijken te zijn. "Deze studie toont de omvang en complexiteit aan van de invloed die klimaatverandering heeft op macroalgenbedden en koraalriffen en het belang van het aanpakken van deze problemen vanuit een multispeciesperspectief, " zegt Masahiko Fujii, universitair hoofddocent aan de Hokkaido University, die ook meededen aan het onderzoek. "Wij geloven dat deze informatie kan worden gebruikt om proactieve aanpassing aan klimaatverandering te informeren en zowel macroalgen als koraal te behouden."