Twee met elkaar verbonden mariene ecosystemen - het oostelijke Engelse Kanaal en de zuidelijke Noordzee - hebben gedurende een periode van 30 jaar grote en tegengestelde veranderingen ondergaan in hun visgemeenschappen, volgens onderzoekers die hun bevindingen rapporteren in Huidige biologie op 8 november. Snelle opwarming dreef kleinere oceaanvissen ertoe om abrupt noordwaarts van het ene ecosysteem naar het andere te verschuiven.

Deze omkering in de structuur van de twee ecosystemen zorgde ook voor een grote omslag in het functioneren van die verbonden ecosystemen. Ecosysteemfunctie verwijst naar de manier waarop een verzameling soorten samen met anorganische materialen als een groter geheel werkt om biologische, geochemisch, en fysieke processen. Veranderingen in de structuur en functie van een ecosysteem kunnen, bijvoorbeeld, de snelheid waarmee koolstof uit de atmosfeer wordt opgenomen of de snelheid waarmee organische materialen worden afgebroken, veranderen.

De bevindingen suggereren dat de verwachte toename van de frequentie en ernst van klimaatschommelingen en extreme opwarming kan leiden tot verschuivingen in de verspreiding en overvloed van soorten met ingrijpende gevolgen voor de manier waarop ecosystemen over de hele wereld functioneren, zeggen de onderzoekers.

"Deze opwarming veroorzaakte een abrupte verandering in visgemeenschappen als kleine, snel rijpende vissen, met name pelagische vissen, tegelijkertijd afgenomen in het Engels Kanaal en toegenomen in de Noordzee, " zegt Matthew McLean van IFREMER, Boulogne-sur-Mer, Frankrijk. "Dit suggereert zowel dat vissen naar het noorden verschoven tussen de ecosystemen en dat het Engelse Kanaal een ongunstige omgeving werd voor bepaalde vissen, terwijl de Noordzee een gunstigere omgeving werd."

Halverwege de jaren negentig, een natuurlijke klimaatschommeling genaamd de "Atlantic Multidecadal Oscillation" veranderde van een koele naar een warme fase, het produceren van warmere zeeoppervlakken in de Atlantische Oceaan. McLean en collega's realiseerden zich dat de meeste onderzoeken naar de effecten van een dergelijke opwarming op vissen zich hebben gericht op veranderingen in bepaalde soorten, vaak gericht op commerciële visserijsoorten.

In de nieuwe studie de onderzoekers namen een nieuwere benadering om rekening te houden met de kenmerken van bepaalde soorten die verklaren hoe ze reageren op veranderingen in de omgeving en welke rol ze spelen in het ecosysteem. "Verrassend weinig studies hebben deze benadering gebruikt om te begrijpen hoe snelle opwarming mariene ecosystemen kan beïnvloeden en hoe verschuivingen in de overvloed en distributie van vissen het functioneren van ecosystemen kunnen beïnvloeden, ' zegt McLean.

De onderzoekers gebruikten meer dan 30 jaar aan vismonitoringsgegevens en een uitgebreide compilatie van ecologische kenmerken om de dynamiek van de functionele structuur van vissen in het oostelijke Engelse Kanaal en de zuidelijke Noordzee te onderzoeken. Ze karakteriseerden de functionele structuur met behulp van tien kenmerken die verband houden met de levensgeschiedenis, habitatgebruik, en voedingsecologie voor 73 vissoorten in het Kanaal en 110 in de Noordzee.

Hoewel de onderzoekers niet verrast waren om veranderingen in de abundanties en distributies van soorten te vinden als reactie op menselijke invloeden en opwarming, ze waren verrast om een ​​omgekeerde verschuiving te vinden in hele visgemeenschappen binnen verbonden ecosystemen. Ze waren ook verrast door de uitzonderlijke snelheid van die veranderingen, aangezien de "functionele inversie" slechts één of twee jaar na een grote temperatuurstijging plaatsvond. Hun gegevens suggereren ook dat de invloed van de visserij gering was in vergelijking met de effecten van opwarming.

De bevindingen suggereren dat opwarmingsgebeurtenissen in de toekomst grote en langdurige gevolgen kunnen hebben voor mariene ecosystemen en visserij. De onderzoekers zeggen dat de resultaten van de nieuwe studie kunnen worden gebruikt om te anticiperen op hoe andere mariene ecosystemen kunnen veranderen bij toekomstige opwarming.

"We moeten plannen maken voor snelle veranderingen in visgemeenschappen tussen ecosystemen, vooral als soorten poolwaarts verschuiven, ' zegt McLean.