Een nieuwe studie onthult hoe klimaatverandering een vraatzuchtige krabsoort in staat heeft gesteld de kwelderecosystemen in het zuidoosten van de VS drastisch te veranderen.

De studie, gepubliceerd in Proceedings van de National Academy of Sciences , toont aan dat de bodem onder de kwelders van South Carolina tot Florida zachter is geworden door hogere zeespiegels en toegenomen getijdenoverstromingen. Door die verzachting kon de gravende krabsoort Sesarma reticulatum gedijen, zich voeden met het koordgras dat de moerassen bij elkaar houdt.

Het opruimen van gras door krabben heeft de stroom van kreken die door de moerassen lopen drastisch veranderd, de studie vond, en verandert de dynamiek tussen roofdier- en prooisoorten in de moerassen. In feite, de onderzoekers zeggen dat Sesarma, die voorheen een kleine speler was in zuidoostelijke kwelders, kan nu worden beschouwd als een sluitsteensoort, wat betekent dat het een dominante rol speelt bij het vormgeven van het ecosysteem.

"Wat we hebben gevonden, is een voorbeeld van hoe zeespiegelstijging een sluitsteensoort kan activeren die deze kwelders nu drastisch hermodelleert, " zei Mark Bertness, emeritus hoogleraar ecologie en evolutionaire biologie aan de Brown University en co-auteur van het onderzoek. "Dat is een groot probleem, want zeespiegelstijging is een alomtegenwoordig wereldwijd fenomeen, en dit is een grotendeels onverwacht gevolg. We moeten gaan nadenken over hoe de wereldwijde klimaatverandering nieuwe keystone-soorten in andere ecosystemen zou kunnen activeren."

Onderzoek naar Sesarma-krabben en hun impact op kwelders heeft een lange geschiedenis in het laboratorium van Bertness in Brown. In 2011, Bertness en zijn studenten ontdekten dat Sesarma, vraatzuchtige grazers van wortels en bladeren van cordgrass, achter het plotseling afsterven van moerassen op Cape Cod. In dat geval, overbevissing had plotseling roofdiersoorten als gestreepte zeebaars uit het water getrokken, de krabben vrij spel geven om de moerassen te decimeren. Een van de niet-gegradueerde co-auteurs van dat eerdere onderzoek was Christini Angelini, nu een universitair hoofddocent aan de Universiteit van Florida en een senior auteur van dit nieuwe artikel.

Van Sesarma was bekend dat ze in zuidelijke moerassen in Florida en de Carolina's woonden, maar hun bevolking was niet zo gegroeid als die verder naar het noorden. Een mogelijke reden daarvoor waren verschillende bodemsubstraten. Terwijl ik een aantal jaren geleden werkte als een niet-gegradueerde onderzoeker in het laboratorium van Bertness, Sinead Crotty, nu projectdirecteur bij Yale's Carbon Containment Lab, toonde aan dat de hardheid van de grond een grote rol speelde in waar Sesarma zich kon vestigen. Haar bevindingen gaven aan dat het voor Sesarma veel gemakkelijker was om holen te bouwen en zich te voeden met graswortels in de veenachtige bodem van New England in vergelijking met hardere bodemsubstraten die vaak worden aangetroffen in zuidelijke moerassen.

Maar naarmate de zeespiegel blijft stijgen als gevolg van klimaatverandering, Crotty, Angelini en Bertness vroegen zich af of het zacht worden van de bodem Sesarma meer voet aan de grond zou kunnen geven in het zuiden. Kijkend naar luchtfoto's van negen locaties in South Carolina en Florida, ze ontdekten dat het aantal moeraskreken met aanwijzingen voor begrazing door Sesarma van eind jaren negentig tot eind 2010 met maximaal 240% toenam. In de tussentijd, onderzoeken naar zeespiegelstijging laten zien dat de grond in deze gebieden nu tot een uur langer per dag onder water staat dan eind jaren negentig.

"Je hebt de zeespiegel stijgen, wat het substraat verzacht waar deze krabben zich meestal niet in kunnen nestelen, "Zei Bertness. "Nu het zachter is, heb je een ideale habitat om deze enorme gemeenschappelijke Sesarma-holen te ondersteunen."

Deze nieuwe Sesarma-activiteit hervormt moerassen, vonden de onderzoekers. Door de verwijdering van grassen is de snelheid waarmee kreken in de moerassen ontstaan, toegenomen, en verhoogt de drainagedichtheid van moeraskreken tot 35%.

Sesarma-activiteit beïnvloedt ook de interacties tussen roofdieren en prooien in de kreken. Het opruimen van grassen geeft roofdieren een betere toegang tot schaaldieren en andere prooidieren. Uit het onderzoek bleek dat de populaties mosselen dramatisch lager waren in door Sesarma begraasde kreken in vergelijking met kreken die niet werden begraasd.

"Terwijl ze verdrinken, moerassen in het zuidoosten van de VS breken van graslanden tot moerassen, met uitgeputte mosselen, slakken en andere ongewervelde dieren, Angelini zei. "Deze dynamiek laat zien hoe snel moerassen kunnen verdwijnen als de zeespiegel stijgt en hoe lang ze commerciële foerageergebieden zullen blijven, recreatief en ecologisch belangrijke soorten."

Het feit dat Sesarma nu de geomorfologie van de moerassen verandert, evenals de ecologische interacties tussen andere soorten, is het bewijs dat het nu kwalificeert als een sluitsteensoort in zuidelijke moerassen. Dit is het eerste voorbeeld, zeggen de onderzoekers, van activering van nieuwe sluitsteensoorten als gevolg van antropogene klimaatverandering.

"Dit wordt iets voor in de studieboeken, Bertness zei. "Dit is een ondergewaardeerde manier waarop klimaatverandering ecosystemen verandert."