Een tekort aan zomervoedingsstoffen als gevolg van ons veranderende klimaat heeft de afgelopen 60 jaar bijgedragen aan een afname van 50% van het belangrijke plankton in het noordoosten van de Atlantische Oceaan.

Nieuw onderzoek, gepubliceerd in Global Change Biologie , laat zien dat grotere, voedzaam plankton - van vitaal belang om vissen te ondersteunen, zeevogels en zeezoogdieren - worden vervangen door kleine, primaire producenten met een slechtere voedselkwaliteit.

Veranderingen van bewolktere en nattere zomers naar langere perioden van zonneschijn en droogte hebben geleid tot een verminderde ijzer- en nutriëntentoevoer naar oppervlaktewateren. Dit resulteert in een langere periode van suboptimale voedingscondities voor zoöplankton in een tijd van het jaar waarin hun metabolische vraag het hoogst is.

In sommige gebieden, groot fytoplankton wordt bijna volledig vervangen door picoplankton, vooral de cyanobacterie Synechococcus, dat gedijt als het ijzer- en stikstofgehalte in het oppervlaktewater erg laag is.

Echter, zijn kleine formaat en gebrek aan essentiële biomoleculen betekenen dat het niet op dezelfde manier kan functioneren als grotere, voedzamer fytoplankton - een essentiële primaire producent van omega-3 - en kan de voedselwebben in de schappen niet efficiënt ondersteunen.

Met Synechococcus prominent van de tropen tot het noordpoolgebied, en zijn overvloed neemt wereldwijd toe, wetenschappers suggereren dat concurrentie om schaarse zomervoedingsstoffen een sleutelfactor zal worden bij het structureren van voedselwebben in de schappen. De platzeeën leveren ongeveer 80% van 's werelds in het wild gevangen vis, en veranderingen in hun productiviteit zullen grote gevolgen hebben voor de mens.

De studie werd geleid door wetenschappers van de Universiteit van Plymouth (gefinancierd via het Shelf Sea Biogeochemistry Programme van de Natural Environment Research Council), werken met collega's van Plymouth Marine Laboratory, de Mariene Biologische Vereniging, en de Universiteit van Southampton. Het bracht experts uit een groot aantal vakgebieden samen, waaronder de analyse van sporenmetalen, plankton taxonomie, en satellietgegevens.

Hoofdauteur Dr. Katrin Schmidt, een plankton-ecoloog aan de School of Geography van de Universiteit van Plymouth, Aard- en milieuwetenschappen, zei:"Zoöplankton zoals roeipootkreeftjes worden beschouwd als bakens van klimaatverandering, en de afname van hun overvloed met ~50% in de afgelopen zes decennia is zorgwekkend. Onze studie is de eerste die een mechanisme biedt voor zo'n wijdverbreide achteruitgang, en dit begrip is essentieel om toekomstige reacties op klimaatverandering te projecteren. We moeten ook onderzoeken wat de bredere effecten zijn en of de veranderende nutriëntenvoorziening bijvoorbeeld, leiden tot vermindering van omega-3 in de hele voedselketen."

Het onderzoek was gebaseerd op een oppervlakte van 2, 000km bij 1, 500 km in de noordoostelijke Atlantische Oceaan, en gebruikte een combinatie van gegevens gegenereerd door satellieten en de MBA's Continuous Plankton Recorder (CPR)-enquête. Het stelde wetenschappers in staat om zowel langere als kortere termijn trends te identificeren, de ruimtelijke omvang van eventuele wijzigingen en de maanden die het meest worden beïnvloed.

Het maakte ook gebruik van intensieve veldwaarnemingen van de fytoplanktongemeenschap en, door de twee schalen met elkaar te verbinden, leverde een conceptueel model van waarom het klassieke voedselweb in toenemende mate wordt bedreigd in gematigde kust- en plankgebieden.

In combinatie, zowel satelliet- als reanimatiegegevens laten vergelijkbare veranderingen zien over de langere (1958-2017) en kortere (1997-2018) termijnen. Tussen mei en augustus/september in die jaren, aantal diatomeeën, dinoflagellaten en totale roeipootkreeftjes zijn allemaal afgenomen, terwijl het aandeel picophytoplankton is toegenomen.

Co-auteur Dr. Luca Polimene, Senior Marine Ecosystem Modeller bij Plymouth Marine Laboratory, zei:"De toenemende dominantie van kleine fytoplanktonsoorten kan een brede impact hebben op het mariene ecosysteem. Afgezien van het veranderen van de voedselketen zoals gesuggereerd in deze studie, het zou ook de biologische koolstofpomp kunnen veranderen die het vermogen van de oceaan om koolstof op te slaan wijzigt. We moeten ervoor zorgen dat de verschuiving tussen grote naar kleine fytoplanktonsoorten goed wordt vastgelegd door mariene ecosysteemmodellen als we toekomstige oceanen betrouwbaar willen simuleren."

David Johns, Hoofd van de continue planktonrecorder-enquête, toegevoegd:"Terwijl de CPR-enquête de grotere planktongemeenschap bemonstert, achteruitgang in sommige sleutelgroepen in de afgelopen decennia kan worden gekoppeld aan veranderingen in het kleinste plankton die worden veroorzaakt door klimaatverandering. We zijn eerder getuige geweest van directe klimaateffecten op de planktongemeenschap, van seizoensgebondenheid (tijdelijk) tot grootschalige bewegingen (ruimtelijk), via temperatuurveranderingen. Deze studie toont een domino-effect aan via het voedselweb, en alleen door onze monitoring voort te zetten, zullen we meerdere stressoren identificeren die op ons mariene milieu inwerken, en hopelijk onze productieve oceanen in stand houden en beschermen."