Een nieuwe studie toont aan dat plantaardig materiaal afkomstig uit Arctisch zee-ijs aanzienlijk wordt opgenomen in mariene voedselwebben die worden gebruikt voor het levensonderhoud in lokale gemeenschappen van de grotere Beringstraat-regio.

De studie onder leiding van wetenschappers van het University of Maryland Centre for Environmental Science traceerde persistente biologische verbindingen die op unieke wijze worden gegenereerd door microscopisch kleine planten in zee-ijs en ontdekte dat de verbindingen aanwezig zijn in de basis van het voedselweb. Het onderzoek kan het belang aantonen van ecosystemen van zee-ijs als voedselbron in de Arctische wateren in Alaska en daarbuiten.

"Er wordt algemeen aangenomen dat het verlies van de habitat van het zee-ijs verstrekkende gevolgen zal hebben voor de Arctische ecosystemen. " zei hoofdauteur Chelsea Wegner Koch, een afgestudeerde onderzoeksassistent en het University of Maryland Centre for Environmental Science.

"Omdat het uiteenvallen van zee-ijs vroeger plaatsvindt en elk jaar later ontstaat, de periode van open water breidt zich uit en de voedselbronnen verschuiven van zee-ijs naar grotere hoeveelheden open waterproductie. Deze productie bij afwezigheid van zee-ijs verschilt in kwaliteit, hoeveelheid, en timing van levering op de zeebodem, " ze zei.

Pogingen om rekening te houden met de proportionele verschuivingen in bijdragen van ijsalgen zijn onvolledig geweest vanwege het ontbreken van een specifieke tracer die definitief kan worden toegewezen aan ijsalgen in plaats van fytoplankton in open water. De verbindingen die de zeebodem bereiken en die werden bestudeerd, worden geassocieerd met voedsel voor een reeks zeebodemdieren die op hun beurt voedsel leveren aan ecologisch en cultureel belangrijke organismen, zoals de baardrob, Pacifische walrussen, grijze walvis en brileend die op de ondiepe zeebodem foerageren.

De studie, gepubliceerd in het tijdschrift PLOS EEN met wetenschappers van de Clark University, Université Laval, en de Schotse Vereniging voor Mariene Wetenschappen, gebruikte sedimentmonsters die in het veld zijn verzameld tijdens onderzoekscruises in de Bering- en Chukchi-zee, evenals monsters die zijn verzameld uit een geautomatiseerde onder het ijs afgemeerde sedimentval die in de winter voor de kust van Wainwright op Alaska's North Slope werkt.

Bevindingen toonden een overgang naar meer afhankelijkheid van zee-ijsmaterialen in directe relatie tot zee-ijsbedekking, maar dat de biomarkers van zee-ijs het hele jaar door aanhielden en voornamelijk werden vrijgegeven toen sneeuw smolt op de zee-ijsbedekking die in de winter aanwezig was.

"Vooral nu de zee-ijsbedekking afneemt - en de afgelopen jaren verwaarloosbaar is geworden in de noordelijke Beringzee - gaan we een nieuw tijdperk in waarin we benaderingen zoals deze zullen moeten gebruiken om te evalueren hoe het ecosysteem de basisbouwstenen zal verkrijgen die nodig zijn om het voedselweb in stand houden, inclusief menselijke gemeenschappen die van hen afhankelijk zijn voor voedselzekerheid, " zei Koch.

De studie toonde ook aan dat voedsel uit ijs snel de sedimenten van de zeebodem bereikt, wat suggereert dat wanneer er in de winter en de lente een aanzienlijke ijsbedekking aanwezig is, langetermijnreserves van organisch materiaal kunnen toegankelijk blijven voor zeebodemdieren, zelfs als de productie afneemt.

"Deze reserves kunnen op korte termijn een buffer vormen voor verschuivende voedselbronnen voor organismen die in de oppervlaktesedimenten leven, maar die in de toekomst waarschijnlijk ontoegankelijk zullen worden als de huidige daling van het zee-ijs aanhoudt, " zei Koch.

De studie toont aan dat in de noordelijke Beringzee, de biomarkers voor zee-ijs duiden op een relatief minimale invoer van ijsalgen in de afgelopen jaren en een meer open, door water gedomineerd systeem dat verschillende organismen zal begunstigen dan in het verleden in deze regio heeft bestaan. Een laatste implicatie van het werk is dat het mogelijk ook kan worden gebruikt om regionale inzichten te verschaffen in paleoklimaatindicaties van zee-ijsbedekking, aangezien de zee-ijsverbindingen in de sedimenten aanwezig blijven.

"Door de uitgebreide bestaande datasets van de natuurkunde en scheikunde van de regio op te nemen, we kunnen mogelijk de interpretaties van de biomarkerdynamiek van zee-ijs verbeteren om veranderingen in zee-ijs te onthullen, maar ook productiviteit die relevant is voor langetermijnklimaatstudies in de regio, " zei Koch.

"Seizoens- en breedtegraden in de depositie van zee-ijsalgen in de noordelijke Bering- en Chukchi-zee bepaald door algenbiomarkers" werd gepubliceerd in PLOS EEN door Chelsea Wegner Koch, Lee Kuiper, en Jacqueline Grebmeier van het Centrum voor Milieuwetenschappen van de Universiteit van Maryland; Thomas Brown van de Schotse Vereniging voor Mariene Wetenschappen; Catherine Lalande van de universiteit; Laval; en Karen Frey van Clark University.