Global aktivitet af havbundens biodiversitet kortlagt for første gang

Et team af forskere fra USA og Storbritannien har brugt kunstig intelligens (AI) til at kortlægge aktiviteterne for hvirvelløse havbundsdyr, såsom orme, muslinger og rejer, på tværs af alle verdenshavene.

Forskningen, ledet af Texas A&M University (USA) med efterforskere fra University of Southampton (U.K.) og Yale University (USA), kombinerede store datasæt med maskinlæringsteknikker for at afsløre de kritiske faktorer, der understøtter og opretholder sundheden i marine økosystemer.

Marine sedimenter er ekstremt forskellige og dækker størstedelen af ​​jordens overflade. Ved at oprøre og kærne havbunden - en proces kendt som "bioturbation" - kan små væsner, der lever i sedimenterne, have en stor indflydelse på reguleringen af ​​globale kulstof-, næringsstof- og biogeokemiske kredsløb.

Snarere som orme, der vender og beriger jorden i vores have, gør hvirvelløse dyr det samme på havbunden – og forbedrer forholdene for havets liv.

At forstå, hvordan disse processer fungerer i forskellige regioner af verden, giver forskerne vigtig indsigt i, hvad der driver havenes sundhed, og hvordan de kan reagere på klimaændringer.

Denne seneste undersøgelse, offentliggjort i tidsskriftet Current Biology , udvider denne viden ved for første gang at tilbyde en måde at forudsige og kortlægge de bidrag, havbundsvæsner yder på et hvilket som helst tidspunkt rundt om i verden.

"At vide, hvordan bioturbation hænger sammen med andre aspekter af miljøet, betyder, at vi nu er bedre rustet til at forudsige, hvordan disse systemer kan ændre sig som reaktion på klimaændringer," kommenterede Dr. Shuang Zhang, ledende forsker og adjunkt ved Institut for Oceanografi, Texas. A&M University.

Martin Solan, professor i marin økologi ved University of Southampton's School of Ocean and Earth Science tilføjer:"Vi har i nogen tid vidst, at havsedimenter er ekstremt forskellige og spiller en grundlæggende rolle i at formidle havets sundhed, men først nu gør det. vi har indsigt i, hvor og hvor meget disse samfund bidrager. For eksempel er måden, hvorpå disse samfund påvirker vigtige aspekter af havets økosystemer, meget forskellige mellem kystlinjerne og dybhavet."

Forskerne brugte eksisterende datasæt om havdyrsaktivitet og dybden af ​​deres sedimentblanding - data hentet fra hundredvis af testpunkter rundt om i verden. Ved at bruge denne information til at træne fra og relatere den til en række forskellige miljøforhold, var AI i stand til at lave nøjagtige forudsigelser om, hvad der sker i sediment på havbunden, på ethvert tidspunkt globalt.

Holdet fandt ud af, at en kompleks kombination af en række forskellige miljøforhold påvirker bioturbation, og at dette varierer rundt om i verden. En lang række faktorer, såsom vanddybde, temperatur, saltholdighed, afstand fra land, dyreoverflod og tilgængelighed af næringsstoffer spiller alle en rolle. Til gengæld påvirker dette aktiviteten af ​​hvirvelløse dyr og i sidste ende sundheden for havets økosystemer.

"Gennem vores analyse opdagede vi, at ikke kun én, men flere miljøfaktorer tilsammen påvirker havbundens bioturbation og de økosystemtjenester, disse dyr leverer," sagde Dr. Lidya Tarhan, adjunkt ved Institut for Jord- og Planetvidenskab, Yale University. "Dette inkluderer faktorer, der direkte påvirker fødevareforsyningen, som ligger til grund for de komplekse forhold, der opretholder livet i havet, både i dag og i jordens fortid."

Holdet håber, at deres undersøgelse vil hjælpe med at udvikle strategier til at afbøde forringelse af levesteder og beskytte marin biodiversitet.

"Vores analyse tyder på, at det nuværende globale netværk af beskyttede havområder ikke i tilstrækkelig grad beskytter disse vigtige havbundsprocesser, hvilket indikerer, at beskyttelsesforanstaltninger skal tages bedre hensyn til at fremme økosystemets sundhed," tilføjede Tarhan.

Flere oplysninger: Shuang Zhang et al., Global distribution og miljøkorrelater af marin bioturbation, Current Biology (2024). DOI:10.1016/j.cub.2024.04.065

Journaloplysninger: Nuværende biologi

Leveret af University of Southampton