Hvad er der bag de tilbagetogende tang og ekspanderende koraller?

Klimaændringer og andre eksterne kræfter forårsager hurtige havsamfundsskift i Japans kystnære økosystemer. Bedre forståelse af artsfordelingens dynamik, som drevet af disse faktorer, kan forbedre bevaringsindsatsen og håndteringen af ​​klimaændringer.

Det Nationale Institut for Miljøstudier, Hokkaido Universitet, og National Institute of Polar Research har for første gang vist, at den kombinerede effekt af klimaopvarmning, dominerende polstrømmende overfladestrømme, og skovrydning af påtrængende planteædende fisk ligger bag de hurtige samfundsskift fra tempererede makroalger til tropiske koraller, der finder sted i Japans tempererede kystfarvande. Undersøgelsen fremhæver behovet for proaktiv ledelse, der tilpasser sig nuværende og fremtidige klimaændringer, og kan hjælpe med at bevare makroalgebede og koralrev.

Makroalger og koraller er store habitatdannende organismegrupper, der understøtter høj biodiversitet og leverer vigtige økosystemtjenester til mennesker. I Japan, varmtvandskoraller er hovedsageligt forbundet med det subtropiske vand på dets sydlige øer, mens kronedannende alger er mere rigeligt i det forholdsvis koldere tempererede vand i det centrale Japan. I de seneste år, imidlertid, klimaopvarmning har gjort det muligt for koraller at udvide deres fordeling til den opvarmede tempererede zone, hvor fordelingen af ​​de mindre dispersive makroalger skrumper.

"Denne 'tropicalisering' af tempererede havsamfund er ikke et isoleret fænomen. Det sker forskellige steder rundt omkring i verden, som i Australien, Middelhavet eller endda i Arktis, hvor det i stedet kaldes 'borealisering', " siger adjunkt ved Hokkaido University Jorge García Molinos fra forskerholdet. "Faktisk, det er en naturlig konsekvens af klimaopvarmningen i biogeografiske overgangszoner, hvor flere arter lever ved eller tæt på deres udbredelsesgrænser, som i vores tilfælde med koraller og tang."

Bortset fra effekten af ​​opvarmning, dette fænomen er blevet forbundet med udvidelsen af ​​tropiske planteædende fisk, forbundet med korallerne, og den polestrømmende, varme havstrømme, der letter udvidelsen af ​​både fisk og koraller til tempererede zoner. Imidlertid, dette er den første undersøgelse, der ser på forholdet mellem alle disse faktorer ved en multi-art, samfundsniveau.

For at forklare dette fænomen, forskerne undersøgte 439 dokumenter, der indeholdt titusindvis af optegnelser (hovedsageligt 1950-2015), der beskriver forekomsten af ​​makroalger, koraller og planteædende fisk på tværs af den japanske øgruppe. Ved at bruge denne rige historiske database, de rekonstruerede skift i udbredelsen af ​​hovedarterne, som derefter var relateret til langsigtede variationer i rumlige mønstre af havtemperaturer og strømhastighed ved hjælp af statistiske modeller til at analysere virkningerne af klimaændringer og havstrømme på samfundsskift.

Resultaterne viste, at koraller og fisk udvidede deres udbredelsesområde hurtigere og længere end makroalger. Udvidelsen af ​​makroalger mod nord blev overhalet af krympningen af ​​deres rækkevidde mod syd, mens de sydlige grænser af rækkevidden af ​​de fleste koraller forblev uændrede. Imidlertid, alle arter viste sig at ændre deres fordeling langsommere end opvarmningshastigheden. Som forventet, sådanne samfundsskift blev for det meste observeret i zoner langs Kuroshio- og Tsushima-strømmene, især områder omkring øerne Kyushu og Shikoku, og primært forbundet med en stigning i græsning af tropiske planteædende fisk. Ikke desto mindre, modelforudsigelser for de kommende årtier tyder på en betydelig stigning i sandsynligheden for, at disse begivenheder finder sted andre steder langs øst- og vestkysten af ​​det centrale Japan. De antyder også, at konkurrencen mellem arter vil øges som en drivende mekanisme bag samfundsskiftene.

Efterhånden som den globale opvarmning skrider frem, levende organismer migrerer til levesteder med en mere passende temperatur. Imidlertid, for nogle mindre mobile organismer kan det nuværende tempo i klimaændringerne vise sig at være for hurtigt. "Denne undersøgelse viser omfanget og kompleksiteten af ​​indflydelse, som klimaændringer har på makroalgebede og koralrev, og vigtigheden af ​​at adressere disse problemer fra et multi-arts perspektiv, " siger lektor Masahiko Fujii ved Hokkaido University, som også deltog i undersøgelsen. "Vi mener, at denne information kan bruges til at hjælpe med at informere proaktiv tilpasning til klimaændringer og bevare både makroalger og koraller."