Δεδομένου ότι οι επιστήμονες προσπαθούν να καταλάβουν πώς η αύξηση της θερμοκρασίας των ωκεανών θα επηρεάσει τα θαλάσσια οικοσυστήματα σε ολόκληρο τον κόσμο - από το λεύκανση των κοραλλιογενών υφάλων έως τις μεταβαλλόμενες διαδρομές μετανάστευσης - ένας από τους πιο πανταχού παρόντες οργανισμούς βοηθά τους ερευνητές να μετρήσουν τις αλλαγές που έχουν ήδη συμβεί. Οι αιώνες των απολιθωμένων αρχείων και των δεδομένων ζωντανής σύλληψης δείχνουν ότι ορισμένοι πληθυσμοί θαλάσσιων πλαγκτόν αντικατοπτρίζουν μια σαφή αλλαγή στην ανταπόκριση στην ανθρώπινη εκβιομηχάνιση και στους θερμαινόμενους ωκεανούς που έχουν έρθει μαζί της.
Οι ερευνητές βρήκαν διακριτές διαφορές μεταξύ των κοινοτήτων πλαγκτονικών φαινοειδών - μικροσκοπικών μονόκλινων πλασμάτων που επιπλέουν στα ωκεάνια νερά - πριν και μετά την έναρξη της βιομηχανικής εποχής πριν από περίπου 170 χρόνια, σύμφωνα με μελέτη που δημοσιεύτηκε αυτή την εβδομάδα στη Φύση . Η αναλογία των ειδών πλαγκτόν σε αυτές τις κοινότητες μετατοπίστηκε ανάλογα με τις μεταβολές της θερμοκρασίας της θάλασσας, υποδεικνύοντας ότι η θέρμανση των ωκεανών έχει αλλάξει βαθιά τους πληθυσμούς αυτούς και τα ευρύτερα θαλάσσια οικοσυστήματα τους.
Ενώ η ιδέα ότι η αλλαγή του κλίματος επηρεάζει τη θαλάσσια ζωή δεν είναι καινούργια, η μελέτη πλαγκτόν ενσωματώνει ένα ασυνήθιστα πλήρες σύνολο δεδομένων που εκτείνεται στον πλανήτη και περνά βαθιά στους προηγούμενους αιώνες για να επιβεβαιώσει την επίδραση της ανθρωπότητας στους ωκεανούς.
Τα πλαγκτονικά foraminifera παρέχουν ένα ολοκληρωμένο απολιθωμένο αρχείο επειδή τα σκληρά κοκκία των ασβεστίδων τους διατηρούνται καλά σε στρώματα ιζημάτων στο βάθος του ωκεανού, λέει ο επικεφαλής συγγραφέας Lukas Jonkers, ένας παλαιοντολογικός ωκεανογράφος στο πανεπιστήμιο της Βρέμης στη Γερμανία. Οι οργανισμοί κατοικούν επίσης σε ολόκληρο τον κόσμο. Αν και σπάνια στην επιφάνεια των ωκεανών, τα πλαγκτονικά foraminifera είναι άφθονα σε μεγαλύτερα βάθη, και σε μερικά μέρη χαλιώνουν ολόκληρες επιφάνειες του θαλάσσιου δαπέδου, λέει ο Jonkers.
Ανάκτηση παγίδας ιζήματος στο ερευνητικό σκάφος Meteor στον τροπικό βόρειο Ατλαντικό Ωκεανό. Τέτοιες παγίδες ιζημάτων παρέχουν πληροφορίες σχετικά με τις σύγχρονες κοινότητες ειδών πλασματικών ειδών, οι οποίες βρέθηκαν να είναι συστηματικά διαφορετικές από τις προ-βιομηχανικές κοινότητες από ιζήματα. (Christiane Schmidt) "Μπορούμε πραγματικά να συγκρίνουμε πολύ καλά τη διανομή του είδους στη σύγχρονη εποχή με το παρελθόν", λέει ο Jonkers. "Δεν υπάρχουν τόσες πολλές ομάδες ζωοπλαγκτόν όπου τα απολιθωμένα αρχεία είναι τόσο καλά διατηρημένα. Στην πραγματικότητα, δεν νομίζω ότι υπάρχει. "
Για να κατανοήσουμε την κατάσταση αυτών των κοινοτήτων πριν ξεκινήσει η βιομηχανική εποχή, ο Jonkers και η ομάδα του ανέλυσαν περισσότερα από 3.700 προγενέστερα συλλεγμένα δείγματα από τα στρώματα ιζημάτων στον πυθμένα του ωκεανού. Με βάση το πόσο γρήγορα συγκεντρώνονται ιζήματα και αναμειγνύονται στο θαλασσινό νερό, οι επιστήμονες εκτιμούν ότι το ανώτατο στρώμα πυρήνων ιζημάτων - βασικά "κυλίνδρων λάσπης" που έχουν τραβηχτεί από τον πυθμένα του ωκεανού - θα περιέχει απολιθώματα που έχουν ηλικία δύο αιώνων, πριν από τη βιομηχανική επανάσταση.
Στη συνέχεια η ομάδα συνέκρινε αυτά τα προβιομηχανικά δείγματα με πιο πρόσφατα δεδομένα που συλλέχθηκαν χρησιμοποιώντας παγίδες ιζημάτων, οι οποίες αποτελούν αύλακες που αγκυροβολούν στο θαλασσινό νερό που αρπάζει οτιδήποτε πέφτει από τα ανώτερα στρώματα του ωκεανού (συμπεριλαμβανομένου του πλαγκτόν που μετατοπίζεται στο νερό). Χρησιμοποιώντας τις πληροφορίες που συλλέχθηκαν από το 1978 έως το 2013, οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι οι κοινότητες πλαγκτονικής φορμαμινέρας άλλαξαν σημαντικά κατά τη χρονική περίοδο μεταξύ της εναπόθεσης των απολιθωμάτων των θαλασσών και των οργανισμών που αλιεύθηκαν σε παγίδες ιζημάτων.
Η μετατόπιση, που μετράται με τη σύγκριση των σχετικών αφθονών δεκάδων ειδών πλαγκτόν εντός των δειγμάτων, δεν φαίνεται να είναι τυχαία. Η ποσότητα της αλλαγής στις κοινότητες του πλαγκτόν συσχετίζεται με τον βαθμό τεκμηριωμένης μεταβολής της θερμοκρασίας στα γύρω ύδατα. Η κατεύθυνση της μετατόπισης των κοινοτήτων ευθυγραμμίζεται επίσης σε μεγάλο βαθμό με τα πρότυπα της αλλαγής της θερμοκρασίας των ωκεανών, όπως συνέκριναν οι συγγραφείς όταν συνέδεαν τα απολιθώματα των θαλασσών με τα πλησιέστερα ανάλογα τους στις σύγχρονες κοινότητες.
Με τα δεδομένα που δείχνουν έναν αγώνα τόσο στον βαθμό όσο και στην κατεύθυνση της αλλαγής, ο Jonkers λέει ότι είναι βέβαιος ότι η θερμοκρασία είναι η κινητήρια δύναμη για τις μετατοπίσεις στους πληθυσμούς πλαγκτονικής foraminifera.
«Αναμέναμε να δούμε τη διαφορά και την επίδραση της παγκόσμιας αλλαγής», λέει ο Jonkers. "Αλλά δεν περίμενα ότι το σήμα θα ήταν τόσο σαφές."
Η νέα μελέτη επαναλαμβάνει σε παγκόσμια κλίμακα τι έχουν βρει άλλοι ερευνητές σε συγκεκριμένες περιοχές, λέει ο David Field, ένας επιστήμονας της θάλασσας στο πανεπιστήμιο της Χαβάης του Ειρηνικού, ο οποίος έχει ερευνήσει πλαγκτονικό foraminifera αλλά δεν συμμετείχε σε αυτή τη μελέτη. Ενώ οι επιστήμονες δεν έχουν ακόμη εξηγήσει για ποιο λόγο αλλάζουν οι κοινότητες του πλαγκτόν, τα στοιχεία της μελέτης αυτής και άλλων υπογραμμίζουν σαφώς την υπερθέρμανση του ωκεανού ως πιθανή αιτία, είτε ως άμεση επιρροή είτε ως έμμεσο παράγοντα άλλων παραμέτρων του υποβρύχιου περιβάλλοντος, λέει.
Συγκρίνοντας τα δείγματα των ιζηματογενών στα απολιθωμένα απολιθώματα μπορεί να μην είναι μια τέλεια αναλογία - οι διαφορές στη διατήρηση θα μπορούσαν να είναι μια πιθανή επίδραση στα δεδομένα - αλλά ο Field δηλώνει ότι τα συγγραφικά στοιχεία παρέχουν αναγκαστική υποστήριξη για την τεράστια επίδραση της θέρμανσης των ωκεανών στα θαλάσσια είδη.
"Αυτό δείχνει ότι η θέρμανση άρχισε να έχει επιπτώσεις στα θαλάσσια οικοσυστήματα εδώ και πολύ καιρό, ακόμα και πριν διατηρούσαμε καλά αρχεία σε αυτό", λέει ο Field. "Μπορούμε να αναμένουμε πολύ περισσότερες επιπτώσεις της θέρμανσης των ωκεανών στα οικοσυστήματα στο μέλλον. Οι ωκεανοί θα συνεχίσουν να αλλάζουν με τρόπους που δεν έχουμε ξαναδεί. "
Οι πλαγκτονικές foraminifera μπορεί να μην είναι τόσο μεγαλοπρεπείς όσο οι φάλαινες ή τα αστέρια της θάλασσας, αλλά το εύρος των απολιθωμένων τους απογραφών παρέχει μια χρήσιμη γραμμή αναφοράς για να επιβεβαιώσει μια ευρύτερη τάση της ζωής των ωκεανών που αλλάζει ως απάντηση στην ανθρώπινη δραστηριότητα. Οι μετατοπίσεις στις κοινότητες πλαγκτού είναι ένας δείκτης της "μεγαλύτερης εικόνας" για τα θαλάσσια οικοσυστήματα, καθώς οι θερμοκρασίες των ωκεανών συνεχίζουν να αυξάνονται με αυξανόμενους ρυθμούς, λέει ο Jonkers.
"Το ερώτημα είναι τι θα συμβεί με την πρόοδο της κλιματικής αλλαγής;" λέει ο Jonkers. "Ακόμη και σε ένα βαθμό [της θερμοκρασιακής αλλαγής], βλέπουμε ήδη μεγάλες αλλαγές στις πλαγκτονικές foraminifera, και πιθανώς και σε άλλους θαλάσσιους βιοτόπους. Αυτό σημαίνει ότι όλα αυτά τα είδη πρέπει να προσαρμοστούν και αυτή τη στιγμή δεν ξέρουμε αν μπορούν ή αν μπορούν να το κάνουν αρκετά γρήγορα ».
