Copepoden behoren tot de belangrijkste organismen in de oceaan. De millimeter-kleine dieren zijn voedsel voor veel vissoorten en zijn daarom van centraal belang voor het leven in de zee. Mariene biologen vrezen dat klimaatverandering in de toekomst van invloed kan zijn op de kleine kreeftachtigen - en dat dit de belangrijkste voedselbron voor vissen en vele andere zeedieren zou kunnen decimeren.

Een team van GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel, de University of Connecticut en de University of Vermont heeft daarom voor het eerst in meer detail onderzocht of roeipootkreeftjes zich genetisch kunnen aanpassen aan veranderende levensomstandigheden in de loop van de evolutie. Daarbij hebben ze rekening gehouden met zowel het effect van hogere watertemperaturen als verzuring van de oceaan. Het werk van de Amerikaans-Duitse groep is bijzonder omdat het een van de eersten was die zeedieren in het laboratorium blootstelde aan meerdere stressoren.

De resultaten, onlangs gepubliceerd in de Proceedings of the National Academy of Sciences , zijn voorzichtig optimistisch. Het team, geleid door professor Dr. Reid Brennan, mariene ecoloog bij GEOMAR, en professor Dr. Melissa Pespeni van de Universiteit van Vermont, ontdekte door gedetailleerde genetische analyse dat de kleine schaaldieren zich inderdaad kunnen aanpassen aan de nieuwe omstandigheden in de loop van ongeveer 25 jaar. generaties - wat overeenkomt met een periode van iets meer dan een jaar, aangezien verschillende generaties schaaldieren in een jaar kunnen rijpen bij gematigde watertemperaturen.

De onderzoekers ontdekten dat naarmate de watertemperatuur stijgt en de omstandigheden zuurder worden, genvarianten de overhand krijgen in het genoom van de roeipootkreeftjes, waardoor de dieren beter bestand zijn tegen omgevingsstress. "Deze mechanismen zorgen er onder andere voor dat eieren van roeipootkreeftjes zich goed ontwikkelen ondanks ongunstige omgevingsomstandigheden en dat belangrijke stofwisselingsprocessen doorgaan", zegt Reid Brennan.

Meerdere stressfactoren versterken het effect

In zijn studie onderzocht het team eerst hoe de opwarming van de oceaan en de verzuring van de oceaan elk afzonderlijk de dieren beïnvloeden; en ten tweede hoe de twee met elkaar omgaan. Uit de vergelijking bleek dat opwarming een significant groter effect heeft dan verzuring. Dit betekent dat onder warmere omstandigheden aanzienlijk meer genen reageren en varianten in frequentie verschuiven. Het effect was nog groter toen de onderzoekers de roeipootkreeftjes blootstelden aan beide stressfactoren:opwarming en verzuring. De experts deden een verontrustende ontdekking:je had kunnen verwachten dat bij gecombineerde hitte- en zuurstress de genen die op hitte reageren en die op verzuring zouden veranderen, d.w.z. dat de twee gewoon zouden optellen. In feite reageerde echter een hele reeks andere genen onder dubbele stress. Voor roeipootkreeftjes betekent dit dat de metabole stress blijft toenemen en dat het waarschijnlijk nog moeilijker wordt om zich aan te passen.

"De resultaten laten ons ook zien dat we het moeilijk vinden om te beoordelen hoe organismen zullen reageren op een steeds veranderende mariene omgeving wanneer meerdere stressoren op elkaar inwerken", zegt Reid Brennan.

"Zelfs als we weten hoe individuele stressoren werken, zal het een uitdaging zijn om te voorspellen hoe het organisme zal reageren wanneer bijvoorbeeld zuurstof- of voedingstekorten aan de mix worden toegevoegd", zegt Melissa Pespeni. "Eén plus één is niet altijd gelijk aan twee als het gaat om stressfactoren voor wereldwijde verandering."

Dit kan vooral problematisch zijn voor organismen die zich niet zo snel kunnen voortplanten en aanpassen aan veranderende omgevingsomstandigheden als roeipootkreeftjes. Om meer te weten te komen over de onzekere toekomst van zeedieren, volgen verdere experimenten waarin andere stressoren zullen worden onderzocht.

Dit onderzoek is een vervolg op een eerdere studie gepubliceerd door hetzelfde team, onder leiding van professor Dr. Hans Dam van de Universiteit van Connecticut, die aantoont dat dieren zich snel, maar in beperkte mate, aanpassen aan de opwarming en verzuring van de oceaan. + Verder verkennen

Het leven in de oceaan kan zich aanpassen aan de klimaatverandering, maar met verborgen kosten