De verhouding van koolstofisotopen in drie veel voorkomende tonijnsoorten is sinds 2000 aanzienlijk veranderd, wat suggereert dat er grote verschuivingen plaatsvinden in de fytoplanktonpopulaties die de basis vormen van het voedselweb van de oceaan, een nieuwe internationale studie vindt.

"De verandering die we hebben waargenomen bij tonijn, die zich aan de bovenkant van het mariene voedselweb bevinden, weerspiegelt diepgaande veranderingen in fysiologie of soortensamenstelling die zich voordoen aan de onderkant van het voedselweb, " zei Nicolas Cassar, hoogleraar biogeochemie aan de Nicholas School of the Environment van Duke University.

specifiek, de veranderingen in fytoplankton weerspiegelen meer koolstofopname door fossiele brandstoffen door de oceanen en mogelijke gelaagdheid van oceaanlagen, die wordt aangedreven door opwarming.

Door bijna 4 te analyseren, 500 monsters van spierweefsel van drie veelvoorkomende soorten tonijn gevangen in de Atlantische Oceaan, Stille en Indische Oceaan tussen 2000 en 2015, Cassar en zijn collega's ontdekten dat de koolstofstabiele isotoopsamenstellingswaarden van de vissen (de verhouding van koolstof 13 tot koolstof 12, delta C-13 genoemd) daalde tijdens de onderzoeksperiode met 0,08% tot 0,25%.

Om hun studie uit te voeren, ze analyseerden koolstofstabiele isotopenverhoudingen en stikstofstabiele isotopenverhoudingen in geelvintonijn, grootoogtonijn en witte tonijn gevangen in tropische, subtropische en gematigde wateren. Koolstofstabiele isotopenverhoudingen worden veel gebruikt om de stroom van nutriënten op mariene voedselwebben te volgen en de primaire voedselbron van een soort te identificeren. Stikstofisotopen kunnen worden gebruikt om veranderingen in de plaats van een soort in het voedselweb te beoordelen.

Ongeveer een kwart van de daling van de delta C-13-waarden is toe te schrijven aan de toegenomen beschikbaarheid van koolstof uit fossiele brandstoffen in mariene ecosystemen, die meer C-12 heeft, zei Cassar. Dit was een verandering die de onderzoekers verwachtten te zien.

Wat de rest van de daling drijft, is nog niet duidelijk, hij zei, maar een mogelijkheid is dat het kan worden gekoppeld aan een verhoogde oceaanstratificatie.

In de afgelopen 50 jaar, de oceanen hebben 90% van de warmte geabsorbeerd en 30% van de CO2-uitstoot die gepaard gaat met de opwarming van de aarde. Dit heeft omstandigheden bevorderd waarin watermassa's met verschillende dichtheden, temperaturen of zout kunnen in lagen onder het oppervlak gelaagd zijn in plaats van met elkaar te vermengen, het creëren van barrières die voorkomen dat voedingsstoffen uit diepere wateren opstijgen om brandstof te leveren voor fytoplankton aan de oppervlakte.

Hoewel andere bijdragende factoren nog niet kunnen worden uitgesloten, analyses uitgevoerd als onderdeel van de nieuwe studie ondersteunen de hypothese dat naarmate voedingsstoffen aan de oppervlakte beperkter worden vanwege gelaagdheid, groot, delta C-13-rijk fytoplankton zoals diatomeeën kan worden overvleugeld door kleinere fytoplanktoncellen, die in magere tijden een natuurlijk concurrentievoordeel hebben.

De mogelijke langetermijneffecten van deze veranderingen op de mariene koolstofcyclus zijn nog niet volledig begrepen, maar de omvang van de daling die is waargenomen in de tonijndelta C-13-waarden in zo'n korte tijd suggereert "dit is een kwestie die nauwkeurig onderzoek en aanvullend onderzoek verdient, "Zei Cassar. "Omdat tonijn lange afstanden aflegt, ze integreren veranderingen in de voedselwebstructuur over zeer grote ruimtelijke schalen."

Hij en zijn collega's publiceerden hun peer-reviewed bevindingen 11 november in het tijdschrift Global Change Biologie .

"Het detecteren van biologische veranderingen in de oceaan die worden veroorzaakt door klimaatverandering is een hele uitdaging, maar deze studie biedt nieuwe richtlijnen door te onthullen dat veranderingen in de biologische component van de mariene koolstofcyclus kunnen worden getraceerd in de weefsels van mariene toproofdieren, " zei Cassar