Vroegere plankton wijzen op een stabielere toekomst voor het zeeleven

Foraminifera onder een microscoop.

Een team van wetenschappers heeft een zeldzaam isotopen in microscopische fossielen ontdekt, wat nieuw bewijs levert dat oceaanecosystemen mogelijk veerkrachtiger zijn dan eerder werd gevreesd.

In een nieuwe studie, mede geleid door Patrick Rafter van de Universiteit van Zuid-Florida, tonen onderzoekers aan dat de opwarming van de tropische Stille Oceaan—de thuisbasis van enkele van ’s werelds meest productieve visserijen—mogelijk niet de ernstige afnames zal veroorzaken die eerder werden voorspeld. In plaats daarvan zouden de visserijen in de regio productief kunnen blijven, zelfs als de oceaantemperaturen stijgen. Het artikel is gepubliceerd in Science.

Rafter, een chemisch oceanograaf aan de College of Marine Science van USF, zei dat de bevindingen goed nieuws zijn. “Onze metingen suggereren dat, op een warmer planeet, de beschikbaarheid van mariene voedingsstoffen voor plantengroei en visserijen mogelijk niet noodzakelijk zal afnemen,” aldus Rafter.

Het artikel benadrukt een geavanceerde benadering voor het voorspellen van toekomstige oceaantoestanden door het verleden te onderzoeken. Verder onderzoek zou meer redenen kunnen onthullen voor optimisme over de wereldwijde oceaanproductiviteit.

Het team richtte zich op het Plioceen, 5,3 tot 2,6 miljoen jaar geleden, toen de opwarmingstrends van de oceaan vergelijkbaar waren met die van vandaag. Door stikstofisotopen die bewaard zijn gebleven in de schelpen van kleine planktonsoorten genaamd foraminifera (forams) te analyseren, reconstruerden de onderzoekers de voedingskenmerken in de tropische Stille Oceaan.

Vandaag de dag ondersteunt de opgaande beweging van voedingsstoffen in de regio enorme bloei van plankton—de basis van de mariene voedselketen. Tijdens opwarmingsevents zoals El Niño verzwakt dit proces, wat leidt tot een afname van voedingsstoffen en schade aan de visserijen. Eerdere studies suggereerden dat dergelijke omstandigheden permanent zouden kunnen worden in een warmer wereld.

Maar Rafter en zijn collega’s vonden geen bewijs van verminderde nitraatconcentraties—een belangrijke voedingsstof voor plankton—in de oostelijke tropische Stille Oceaan in de afgelopen vijf miljoen jaar. De resultaten suggereren dat de opgaande beweging van voedingsstoffen en de biologische productiviteit stabiel bleven ondanks hogere globale temperaturen.

“We hebben dit stikstofisotoop gebruikt als een geochemische vingerafdruk,” zei Rafter. “We hebben geen tijdmachine, maar we kunnen onze detective toolkit gebruiken om te reconstrueren wat er in de oceaan gebeurde de laatste keer dat de aarde zo warm was als nu.”

Het extraheren van de isotopen vereiste nauwgezet werk. Onderzoekers van USF, de Universiteit van Massachusetts Boston, de Universiteit van Californië Irvine en Princeton Universiteit hebben foramschelpjes met de hand gesorteerd uit diepzeekernen, deze opgelost en de stikstofisotopen geanalyseerd met behulp van bacteriën.

“Het analyseren van stikstofisotopen afkomstig van forams heeft ons in staat gesteld om het verleden met precisie te reconstrueren,” zei Rafter. “We kunnen deze vroegere omstandigheden vergelijken met vandaag en betere voorspellingen doen over de toekomst. De methoden die we hebben gebruikt, vertegenwoordigen een grote stap voorwaarts in het verbeteren van onze voorspellende capaciteiten.”

Voor Jesse Farmer, mede-auteur en assistent-professor aan UMass Boston, bieden de bevindingen voorzichtige optimisme. “Onze huidige opwarming gebeurt zo snel dat de oceaan zich anders kan gedragen dan wanneer het lange tijd warm is geweest, zoals het geval was in het Plioceen,” zei Farmer, en merkte ook moderne bedreigingen op zoals oceaanverzuring en overbevissing. Toch voegde hij eraan toe: “Het is goed nieuws dat de voedingsstoffenvoorziening voor het voedselweb in de oostelijke Stille Oceaan zal worden gehandhaafd in een warmere oceaan.”

Vooruitkijkend is het team van plan om hun “detective toolkit” toe te passen op andere delen van de oceaan. “We kijken naar een veranderend systeem,” zei Rafter. “Wat duidelijk is uit deze studie, is dat het systeem ingewikkelder is dan we eerder dachten.”

Een groot deel van het onderzoek voor de studie werd uitgevoerd terwijl Rafter en Farmer postdocs waren aan Princeton in het laboratorium van Daniel Sigman, de senior auteur van het artikel.