Zelfs als het poolwater zuurder wordt en het beschikbare licht of de temperatuur verandert, fytoplankton-assemblages in de oceaan vertonen onverminderde productiviteit en biodiversiteit. Ze vormen de basis van het Arctische voedselweb en zijn extreem taai. Dit was de belangrijkste bevinding die werd gepresenteerd in een onderzoek door onderzoekers van het Alfred Wegener Instituut, samen met hun Canadese collega's in het tijdschrift uitgebracht Natuur Klimaatverandering . Er is echter nog veel meer onderzoek nodig om te bepalen of fytoplankton, een voedselbron voor zeehonden, walvissen en commercieel geoogste vissoorten in het noordpoolgebied, uiteindelijk kunnen omgaan met de wereldwijde klimaatverandering.

Fytoplankton dat in de kustwateren van het noordpoolgebied leeft, heeft te maken met extreme en sterk wisselende omgevingscondities, inclusief constante duisternis onder metersdik ijs, zonlicht 24 uur per dag, variabel zout zeewater, en af ​​en toe troebel zoet water uit rivieren; en dit alles bij ijzige temperaturen. Hoewel deze voor grote uitdagingen zorgen, in een tijdperk dat wordt gekenmerkt door wereldwijde transformatie, ze kunnen ook voordelig zijn - omdat ze Arctisch fytoplankton hebben geholpen om zich in de loop van hun evolutie aan te passen aan variabele omgevingsomstandigheden. Dat is een mogelijke verklaring voor het feit dat sommige fytoplankton-assemblages beter kunnen acclimatiseren aan globale veranderingen dan hun tegenhangers uit regio's met stabielere milieuomstandigheden, als de eerste auteur van de studie, bioloog Dr. Clara Hoppe van het Alfred Wegener Instituut, Helmholtz Center for Polar and Marine Research (AWI) legt uit.

"We hebben kunnen aantonen dat een deel van het fytoplankton, de belangrijkste primaire producenten in het noordpoolgebied, zijn extreem robuust. Bijvoorbeeld, ze vertonen minder gevoeligheid voor oceaanverzuring dan we gewend zijn te zien in assemblages uit de Zuidelijke Oceaan of de gematigde breedtegraden, ", zegt Clara Hoppe. In een reeks experimenten met natuurlijk voorkomende fytoplankton-assemblages, ze varieerde de temperatuur, beschikbaar licht en pH-waarde, en de productiviteit van het fytoplankton gemeten. Onze oceanen worden zuurder omdat, door de verbranding van fossiele brandstoffen, er komt meer koolstofdioxide in de atmosfeer terecht. CO2 reageert met water om koolzuur te produceren en verlaagt de pH-waarde van het water, die, op cellulair niveau, kan het metabolisme van organismen beïnvloeden, en daarmee hun productiviteit.

In negen van de tien experimenten, de productiviteit bleef ongewijzigd; alleen het experiment met de laagste temperatuur (1,8 graden Celsius) leidde tot een verhoogde verzuring tot een significant verminderde productiviteit; bij de andere geteste temperaturen (van drie tot acht graden Celsius), oceaanverzuring produceerde geen meetbare effecten tijdens de experimenten van één tot drie weken. De auteurs schrijven, "Fytoplankton is blijkbaar in staat om de hogere protonniveaus te verdragen die ten grondslag liggen aan de dalende pH-waarden, op voorwaarde dat de temperatuur niet onder een bepaalde drempel zakt."

Het team schrijft het algemene vermogen van fytoplankton uit kustgebieden om ondanks sterk wisselende omgevingsomstandigheden productief te blijven toe aan een aantal mechanismen. Eerst, het individuele fytoplankton lijkt flexibel te kunnen acclimatiseren aan uiteenlopende omstandigheden, zoals het AWI-team in verdere laboratoriumexperimenten kon aantonen. Ten tweede, veel diatomeeënsoorten produceren sporen, die meerdere jaren op de oceaanbodem kan overleven. Als de omgevingsomstandigheden gunstig zijn voor bepaalde sporen, ze komen uit en initiëren vervolgens fytoplanktonbloei. Als zodanig, er is een "zaadbank" die zorgt voor een hoge mate van inter- en intraspecifieke diversiteit, waardoor die soorten en stammen die het beste geschikt zijn voor vele combinaties van omgevingsomstandigheden, kunnen opkomen en gedijen.

"Primaire productie in het noordpoolgebied is een essentiële ecosysteemdienst, waarvan ook de steeds commercieel belangrijkere visgronden afhankelijk zullen zijn. In onze laboratoriumexperimenten, we hebben kunnen aantonen dat deze producenten verrassend resistent zijn in termen van de verzuring van de oceaan die we tegen het einde van de eeuw verwachten te zien - en dat is goed nieuws, " zegt AWI-bioloog Clara Hoppe. Toch is het belangrijk om de grenzen en kosten van deze resistentie te begrijpen, waaraan het onderzoek een waardevolle bijdrage heeft geleverd. Of de uitkomsten ook gebruikt kunnen worden om conclusies te trekken over het complexe voedselweb in de natuur, kan alleen verder onderzoek ons ​​uitwijzen.