In een bevroren meer in Quebec, kleine rode wezens ritselen rond onder het ijs. Guillaume Grosbois en Milla Rautio, onderzoekers van de Université du Québec à Chicoutimi, Saguenay, Quebec, Canada meldt de ontdekking van actief leven in een wintermeer vandaag in het tijdschrift van de Ecological Society of America Ecologie .

Grosbois en Rautio hadden tijdens hun bezoek aan het besneeuwde meer van Simoncouche in de winter niet verwacht dat ze felrood zooplankton zouden aantreffen in het donkere water onder het bevroren oppervlak.

"Het meeste ecologische werk wordt in de zomer gedaan, omdat het in die tijd van het jaar gemakkelijker is om het veld in te gaan, maar ook omdat iedereen dacht dat er in de winter niets gebeurt, " zei Grosbois. "Aquatische ecologen dachten dat alles ofwel sterft of in rust gaat, en dat het leven het hele seizoen on hold staat."

Hoewel winteronderzoek steeds meer belangstelling krijgt, ecologisch veldwerk vertraagt ​​als het weer gaat sneeuwen. De onderzoekers verwachtten het zoöplankton van het meer te vinden, de bijna microscopisch kleine dieren die vissen voeren

en andere grotere bewoners van het meer, bijna onbeweeglijk rustend op de bodem van het meer, wachten op de koude hongerige maanden tot zonlicht en voedsel terugkeren.

Maar toen ze watermonsters onder de microscoop bekeken, ze zagen de copepodensoort Leptodiaptomus minutus en Cycloop scutifer krachtig rondzwemmen. De kleine schaaldieren, die lijken op hele kleine garnalen, goed voor 63 en 22 procent van de winterbiomassa in het meer.

"We zagen dat ze erg actief waren! Ze sliepen helemaal niet. Ik was erg verrast, want in de winter is er geen licht, er is geen algen om te eten, ' zei Grosbois.

Keer het hele jaar door om de paar weken terug om het meer te proeven, Grosbois en Rautio waren verder verrast toen ze ontdekten dat de zoöplanktonbiomassa in december zijn hoogtepunt bereikte. Maar de meest verrassende ontdekking was de levendige kleur van de roeipootkreeftjes.

Rautio en Grosbois wilden weten hoe de kleine dieren erin slaagden actief te blijven toen hun primaire voedselbronnen stierven, maar ook waarom ze zo fel gekleurd waren. In de zomer, zoöplankton is bijna transparant. Felrode kleur zou een baken zijn, zoals Rudolphs rode neus, roepen naar roofvissen. In het donker, de felle rode kleur trekt geen gevaarlijke aandacht. De rode kleur, echter, is duur voor de kleine dieren om te maken. Het kost ze de energie die ze nodig hebben om te overleven. Dus de onderzoekers geloofden dat het een doel moest dienen.

Kleur biedt vaak bescherming tegen schade door UV-straling, zoals natuurlijke zonnebrandcrème. Maar heel weinig zonlicht filtert door de dikke laag ijs. Ultraviolet licht met hoge energie weerkaatst op het ijsoppervlak. In plaats daarvan, Grosbois en Rautio denken dat het rode pigment kan dienen als conserveermiddel voor het extra lichaamsvet dat het zoöplankton heeft opgestapeld voor de winter.

"De link was de lipiden, de vetten." zei Grosbois.

Terwijl het oppervlak bevriest, de wateren beneden worden donker. fytoplankton, algen die, zoals planten, energie uit zonlicht beginnen af ​​te sterven. De roeipootkreeftjes halen het grootste deel van hun calorieën uit algen. Ze kunnen de hele winter actief blijven, Rautio en Grosbois concludeerden:omdat ze vetten ophopen als de temperatuur in de herfst daalt, eten alles wat ze kunnen vinden en smullen van stervende algen terwijl het ijs sluit. Maar opgeslagen vetten, vooral waardevolle vetzuren, zijn kwetsbaar voor schade door peroxidatie veroorzaakt door vrije radicalen.

Vrije radicalen zijn een gevolg van ademhaling. Alle dieren die zuurstof inademen, moeten omgaan met hun generatie en de schade die ze kunnen aanrichten. Zoals carotenen en andere levendige pigmenten in fruit en groenten, het rode pigment in de roeipootkreeftjes is een antioxidant. Het beschermt de cellen van de roeipootkreeftjes door vrije radicalen vast te binden en ze weg te houden van belangrijke cellulaire apparatuur. Grosbois en Rautio geloven dat, in de duisternis onder het ijs, de roeipootkreeftjes kunnen veilig profiteren van de bescherming tegen oxidatieve stress die heldere pigmenten bieden. De kleine roeipootkreeftjes, zoals mensen, omega-3 en omega-6 vetzuren nodig om gezond te zijn.

"We kunnen alleen essentiële vetzuren uit voedsel halen. Een van de beste bronnen is vis, omdat vissen ze verzamelen van de roeipootkreeftjes, die ze ophopen uit de algen, dat zijn de belangrijkste producenten, " zei Grosbois. Vetzuurbiochemie, en de effecten ervan op het voedselweb, is een onderwerp dat hem interesseert voor toekomstig onderzoek.

"We zijn veel mensen op de planeet. We moeten allemaal gezond zijn, dus we hebben veel vetzuren nodig. Naarmate het klimaat verandert, zien we dat de tijd van ijsbedekking steeds korter wordt. Dat is een heel belangrijke periode voor het waterorganisme om vetzuren op te hopen."

Grosbois vraagt ​​zich af of een kortere vriesperiode de roeipootkreeftjes genoeg tijd geeft om de vetzuren op te stapelen die ze nodig hebben om zich in het voorjaar met succes voort te planten. Wanneer roeipootkreeftjes weinig vetzuren hebben, er zijn, beurtelings, minder zijn voor de vissen, en ga zo maar door op het voedselweb.

"Winter is belangrijk, vooral in de boreale zone. We zijn hier in een zeer noordelijke stad in Canada, waar de winter erg lang kan zijn, " zei Grosbois. "We moeten deze keer meer studeren. Alles wat er in de winter gebeurt, heeft invloed op de lente, zomer, en val. Dus als we willen begrijpen wat er in het ecosysteem gebeurt, we moeten meer weten over de winter."