In een onderzoek dat twee decennia beslaat, een team van onderzoekers onder leiding van de Colorado State University vond afnemende aantallen bodemfauna, nematoden en andere diersoorten in de McMurdo Dry Valleys, een van 's werelds droogste en koudste woestijnen. Deze ontdekking wordt toegeschreven aan klimaatverandering, die heeft geleid tot het smelten en ontdooien van ijs in deze woestijn sinds een ongewoon warm weer in 2001.

Er zijn geen planten, vogels of zoogdieren in de McMurdo Dry Valleys, gelegen in de grootste regio van het Antarctische continent. Maar microben en microscopisch kleine bodemongewervelden leven in het harde ecosysteem, waar de gemiddelde gemiddelde temperatuur lager is dan -15 graden Celsius, of 5 graden Fahrenheit.

De bevindingen bieden inzicht en een alarmbel over hoe ecosystemen reageren op klimaatverandering en op ongebruikelijke klimaatgebeurtenissen, zeiden wetenschappers.

"Tot 2001, de regio kende geen opwarmingstrend, " zei Walter Andriuzzi, hoofdauteur van de studie en een postdoctoraal onderzoeker bij de afdeling Biologie en de School of Global Environmental Sustainability.

"Integendeel, het werd kouder, " vervolgde hij. "Maar in 2001, de afkoelingstrend stopte abrupt met een extreem warm weer. Vanaf dat moment, de gemiddelde temperaturen zijn stabiel of stijgen licht. Maar het belangrijkste, er zijn vaker intense weersomstandigheden geweest."

Het onderzoeksteam heeft bodemongewervelden bemonsterd en bodemeigenschappen gemeten, inclusief watergehalte, in drie hydrologische bekkens en op drie verschillende hoogten in de regio. In Taylor-vallei, het veldonderzoek is in 1993 gestart; in de valleien van Miers en Garwood, wetenschappers begonnen hun werk in 2011.

Andriuzzi zei dat wat het team vond in deze langetermijnstudie niet kan worden waargenomen door te kijken naar gemiddelde of maandelijkse temperaturen.

"Het is een paar uur, of dagen van ongewoon warm weer, " zei hij. "Er zijn zelfs pieken van hoge zonnestraling die ervoor zorgen dat het ijs ontdooit zonder hoge temperaturen. Zo vindt klimaatverandering daar plaats, en het begint al invloed te hebben op de biologische gemeenschap daar."

Hogere temperaturen betekenen meer smelten en ontdooien van ijs van gletsjers en permafrost, die heeft geleid tot de achteruitgang van de meest voorkomende soorten, het aaltje Scottnema lindsayae. Andere soorten komen steeds meer voor en verspreiden zich bergopwaarts. Als resultaat, op grotere hoogte, de microben en dieren in de bodem worden diverser, met onbekende gevolgen voor het ecosysteem.

"Dit gebeurt wereldwijd, en niet alleen op Antarctica, " zei Andriuzzi, die onderzoeker is in het laboratorium van University Distinguished Professor Diana Wall. In de Rocky Mountains, bijvoorbeeld, wetenschappers hebben waargenomen dat insecten van jaar tot jaar bergopwaarts gaan, vanwege oplopende temperaturen.

Andruzzi, die het veldwerk leidde in de McMurdo Dry Valleys, noemde Antarctische nematoden 'opmerkelijke wezens'.

"Het is verbazingwekkend dat ze in deze omstandigheden overleven, " zei hij. Het groeiseizoen duurt maar een paar weken, maar in het veld dit microscopisch kleine dier kan 10 jaar leven.

Gezien wat het team vond, Andriuzzi zei dat het tijd zal kosten voor de nematodengemeenschap om te herstellen van deze verstoringen.

"Met klimaatverandering, sommige soorten zijn winnaars, sommigen zijn verliezers, " zei hij. "In de Dry Valleys draait het allemaal om hoe ze reageren op opwarming en, het belangrijkste, water."

Andriuzzi zei dat verschuivingen in gemeenschappen vaak erg moeilijk te voorspellen zijn omdat er zoveel soorten zijn.

"Op plaatsen zoals de droge valleien is het gemakkelijker om de effecten van klimaatverandering te isoleren, of om te isoleren hoe een soort op één manier op klimaatverandering reageert, "zei hij. "Het is een natuurlijk laboratorium, waar sommige van de mechanismen die elders werken, kunnen worden onthuld."