Arktiske planteplanktonsamlinger i kystnære farvande forbliver produktive, trods varierende miljøforhold

Selv når det arktiske vand bliver surere og det tilgængelige lys eller temperaturerne ændres, fytoplanktonsamlinger i havet viser uforringet produktivitet og biodiversitet. De danner grundlaget for det arktiske madweb - og er ekstremt hårde. Dette var det vigtigste fund præsenteret i en undersøgelse af forskere ved Alfred Wegener Institute, frigivet sammen med deres canadiske kolleger i tidsskriftet Naturens klimaforandringer . Alligevel kræves der meget mere forskning for at afgøre, om fytoplankton, en fødekilde til sæler, hvaler og kommercielt høstede fiskearter i Arktis, i sidste ende kan klare de globale klimaændringer.

Planteplankton, der lever i kystvandet i Arktis, skal klare ekstreme og meget varierende miljøforhold, herunder konstant mørke under metertyk is, sollys 24 timer i døgnet, varierende salt havvand, og lejlighedsvis grumset ferskvand fra floder; og alt dette ved isnende temperaturer. Selvom disse udgør alvorlige udfordringer, i en æra præget af global transformation, de kan også være fordelagtige - fordi de har hjulpet det arktiske planteplankton med at tilpasse sig variable miljøforhold i løbet af deres udvikling. Det er en mulig forklaring på det faktum, at nogle fytoplanktonsamlinger mere vellykket kan tilpasse sig globale ændringer end deres kolleger fra regioner med mere stabile miljøforhold, som den første forfatter til undersøgelsen, biolog Dr. Clara Hoppe fra Alfred Wegener Institute, Helmholtz Center for Polar- og Havforskning (AWI) forklarer.

"Vi var i stand til at påvise, at noget fytoplankton, de vigtigste primære producenter i Arktis, er ekstremt robuste. For eksempel, de viser mindre følsomhed over for forsuring af havet end hvad vi er vant til at se i samlinger fra det sydlige hav eller de tempererede breddegrader, "siger Clara Hoppe. I en række forsøg med naturligt forekommende fytoplanktonsamlinger, hun varierede temperaturen, tilgængelig lys- og pH -værdi, og målte planteplanktons produktivitet. Vores oceaner bliver surere, fordi, på grund af forbrænding af fossile brændstoffer, mere carbondioxid frigives til atmosfæren. CO2 reagerer med vand for at producere kulsyre og reducerer vandets pH -niveau, hvilken, på mobilniveau, kan påvirke organismenes stofskifte, og med det, deres produktivitet.

I ni ud af 10 forsøg, produktiviteten forblev uændret; kun eksperimentet med den laveste temperatur (1,8 grader Celsius) resulterede i øget forsuring i betydeligt nedsat produktivitet; ved de andre testede temperaturer (fra tre til otte grader Celsius), forsuring af havet gav ingen målbare virkninger under eksperimenterne på en til tre uger. Forfatterne skriver, "Planteplankton er tilsyneladende i stand til at tolerere de højere protonniveauer, der ligger til grund for synkende pH -værdier, forudsat at temperaturen ikke falder under en bestemt tærskel. "

Teamet tilskriver fytoplanktons generelle evne til at forblive produktive på trods af meget varierende miljøforhold til en række mekanismer. Først, det enkelte planteplankton ser ud til at kunne tilpasse sig en række forskellige forhold på en fleksibel måde, som AWI -teamet var i stand til at demonstrere i yderligere laboratorieforsøg. For det andet, mange diatoméarter producerer sporer, som kan overleve i flere år på havbunden. Hvis miljøforholdene er fordelagtige for visse sporer, de klækkes og starter efterfølgende planteplanktonblomstrer. Som sådan, der er en "frøbank", der giver en høj grad af inter- og intraspecifik mangfoldighed, som gør det muligt for de arter og stammer, der er bedst egnet til mange kombinationer af miljøforhold, at komme frem og trives.

"Primærproduktion i Arktis er en vigtig økosystemtjeneste, som de stadig mere kommercielt vigtige fiskepladser også vil afhænge af. I vores laboratorieforsøg, vi var i stand til at demonstrere, at disse producenter er overraskende resistente med hensyn til havets forsuringsniveauer, vi forventer at se i slutningen af ​​århundredet - og det er gode nyheder, "siger AWI -biolog Clara Hoppe. Ikke desto mindre er det vigtigt at forstå grænserne og omkostningerne ved denne modstand, hvortil undersøgelsen har givet et værdifuldt bidrag. Hvorvidt resultaterne også kan bruges til at drage konklusioner vedrørende det komplekse madweb i naturen, er noget, som kun yderligere forskning kan fortælle os.