En skole af tun. Kredit:Danilo Cedrone, FN's Fødevare- og Landbrugsorganisation
Forholdet mellem kulstofisotoper i tre almindelige arter af tun har ændret sig væsentligt siden 2000, tyder på, at der finder store ændringer sted i planteplanktonpopulationer, der danner bunden af havets fødenet, finder en ny international undersøgelse.
"Den ændring, vi observerede i tun, som er nær toppen af det marine fødenet, afspejler dybtgående ændringer i fysiologi eller artssammensætning, der forekommer i bunden af fødenettet, sagde Nicolas Cassar, professor i biogeokemi ved Duke Universitys Nicholas School of the Environment.
Specifikt, fytoplanktonændringerne afspejler mere fossilt brændstofs kulstoffangst i havene og mulig lagdeling af havlag, som er drevet af opvarmning.
Ved at analysere næsten 4, 500 prøver af muskelvæv fra tre almindelige arter af tun fanget i Atlanterhavet, Stillehavet og det indiske ocean mellem 2000 og 2015, Cassar og hans kolleger opdagede, at fiskenes kulstofstabile isotopsammensætningsværdier (forholdet mellem kulstof 13 og kulstof 12, kaldet delta C-13) faldt med mellem 0,08 % og 0,25 % i løbet af undersøgelsesperioden.
For at gennemføre deres undersøgelse, de analyserede kulstofstabile isotopforhold og nitrogenstabile isotopforhold i gulfinnet, storøjet og hvid tun fanget i tropiske, subtropiske og tempererede farvande. Carbon stabile isotopforhold bruges i vid udstrækning til at spore strømmen af næringsstoffer op ad marine fødevæv og identificere en arts primære fødekilde. Nitrogenisotoper kan bruges til at vurdere ændringer i en arts plads i fødenettet.
Omkring en fjerdedel af faldet i delta C-13 værdier kan tilskrives den øgede tilgængelighed af fossilt brændstof afledt kulstof i marine økosystemer, som har mere C-12, sagde Cassar. Dette var en ændring, som forskerne forventede at se.
Hvad der driver resten af nedgangen er endnu ikke klart, han sagde, men en mulighed er, at det kan være forbundet med øget havlagdeling.
I løbet af de sidste 50 år, havene har absorberet 90 % af varmen og 30 % af kulstofemissionerne forbundet med global opvarmning. Dette har fremmet forhold, hvor vandmasser med forskellig tæthed, temperaturer eller salthed kan stratificere i lag under overfladen i stedet for at blandes sammen, skabe barrierer, der hæmmer næringsstoffer i at stige op fra dybere vand for at give brændstof til fytoplankton nær overfladen.
Mens andre medvirkende faktorer endnu ikke kan udelukkes, analyser udført som en del af det nye studie understøtter hypotesen om, at når næringsstoffer bliver mere begrænsede ved overfladen på grund af stratificering, stor, delta C-13-rigt fytoplankton såsom kiselalger kan være omgivet af mindre fytoplanktonceller, som har en naturlig konkurrencefordel i magre tider.
De potentielle langsigtede virkninger af disse ændringer på det marine kulstofkredsløb er endnu ikke fuldt ud forstået, men størrelsen af det observerede fald i tun delta C-13 værdier over så kort tid antyder "dette er et spørgsmål, der fortjener nøje undersøgelse og yderligere undersøgelse, " sagde Cassar. "Fordi tun rejser lange afstande, de integrerer ændringer i fødenettets struktur over meget store rumlige skalaer."
Han og hans kolleger offentliggjorde deres peer-reviewede resultater 11. november i tidsskriftet Global forandringsbiologi .
"Det er meget udfordrende at opdage biologiske ændringer i havet, der er forårsaget af klimaændringer, men denne undersøgelse giver ny vejledning ved at afsløre, at ændringer i den biologiske komponent af det marine kulstofkredsløb kan spores i vævene hos marine toprovdyr, " sagde Cassar