Er gebeurt iets eigenaardigs in de azuurblauwe wateren van de rotsachtige kliffen van Ischia, Italië. Daar, stromen van met gas gevulde vulkanische bellen die naar de oppervlakte stijgen, veranderen het leven om hen heen radicaal door zeewater zuur te maken. Stanford-onderzoekers die soorten bestuderen die in de buurt van deze gasachtige ventilatieopeningen leven, hebben geleerd wat er nodig is om te overleven in zure wateren, een glimp van hoe toekomstige oceanen eruit zouden kunnen zien als ze zuurder worden.

Hun bevindingen, gepubliceerd op 11 december in Natuurcommunicatie , suggereren dat verzuring van de oceaan, veroorzaakt door door de mens veroorzaakte uitstoot van kooldioxide, een grotere impact zou kunnen hebben dan eerder werd gedacht.

"Als de omgeving van een organisme zuurder wordt, het kan niet alleen die soort dramatisch beïnvloeden, maar de veerkracht van het algehele ecosysteem, functie en stabiliteit, " zei de marien bioloog Fiorenza Micheli van Stanford, hoofdauteur op het papier. "Deze transformaties hebben uiteindelijk gevolgen voor mensen, vooral onze voedselketens."

Een natuurlijk laboratorium

De meeste onderzoeken naar verzuring van de oceaan tot nu toe hebben plaatsgevonden in laboratoria, waardoor het onmogelijk is om te beoordelen hoe hele ecosystemen bestaan ​​uit meerdere, interagerende soorten zouden worden aangetast. Het echte laboratorium bood onderzoekers de mogelijkheid om tientallen soorten te onderzoeken, van zee-egels tot zeeslakken, die leven in gebieden met verschillende zuurgraad langs de vulkanische kooldioxide-openingen van Ischia. Naast het bestuderen van hoe soortendiversiteit veranderde door verzuring, ze analyseerden soortkenmerken, zoals voeding en groei, die van invloed zijn op hoe goed het ecosysteem presteert. Bijvoorbeeld, zeeslakken waren kleiner in zuurder water, omdat hun schelpen langer nodig hebben om te groeien en dunner en brozer zijn. Deze schadelijke effecten op zeeslakken, een belangrijk voedsel voor dieren hoger in de voedselketen, vispopulaties kunnen beïnvloeden.

Algemeen, de onderzoekers ontdekten dat de actieve ventilatiezones met het meest zure water niet alleen de thuisbasis waren van het minste aantal soorten, maar ook de laagste hoeveelheden "functionele diversiteit" - het scala aan ecosysteemondersteunende diensten of rollen die elke soort kan bieden.

"Door de natuurlijke koolstofdioxide-openingen in Ischia te bestuderen, konden we ontrafelen welke eigenschappen van verschillende soorten, zoals slakkenhuissterkte, waren kwetsbaarder voor verzuring van de oceaan. Deze resultaten laten zien hoe oceanen in de toekomst zullen functioneren onder verschillende verzuringsscenario's, " zei hoofdauteur Nuria Teixidó, een marien bioloog van Stazione Zoologica Anton Dohrn in Italië, die tijdens het onderzoek gastonderzoeker was aan Stanford.

Verzuring in de wateren van Ischia verdreef langlevende soorten, zoals koralen, die een habitat vormen voor andere soorten - een proces dat al vaak wordt waargenomen op riffen over de hele wereld. De onderzoekers ontdekten ook dat hoge niveaus van koolstofdioxide en meer zuurgraad de voorkeur gaven aan soorten met een korte levensduur en een snelle omzet, omdat zij de enige soorten zijn die deze omgevingsomstandigheden kunnen weerstaan. Deze verandering kan leiden tot verder verlies van diversiteit en instabiliteit in de oceanen, omdat biodiversiteit de neiging heeft om de stabiliteit van een ecosysteem te vergroten.

Een bredere toepassing

Gelokaliseerde casestudy's zoals Ischia kunnen licht werpen op hoe toekomstige mondiale milieuomstandigheden het oceaanleven kunnen beïnvloeden. Naast het verlies van biodiversiteit, verzuring van de oceaan zal de voedselzekerheid bedreigen voor miljoenen mensen die afhankelijk zijn van zeevruchten, samen met toerisme en andere oceaangerelateerde economieën.

"De effecten van oceaanverzuring op hele ecosystemen en hun functioneren zijn nog steeds slecht begrepen, " zei Michiel, een professor in de biologie. "In Ischia, we hebben nieuwe inzichten gekregen in hoe de oceanen van de toekomst eruit zullen zien en welke belangrijke diensten, zoals voedselproductie en kustproductie, verloren gaan als er meer koolstofdioxide in het water zit."