În timp ce oamenii de știință se învârt pentru a-și da seama cum încălzirea temperaturilor oceanelor va afecta ecosistemele marine de pe glob - de la albirea recifelor de corali la rutele de migrație alterate - unul dintre cele mai omniprezente organisme ale mării este de a ajuta cercetătorii să măsoare schimbările care au avut loc deja. Secole de înregistrări de fosile și date de captare vie arată că unele populații de plancton marin reflectă o schimbare clară ca răspuns la industrializarea umană și la oceanele care se încălzesc.
Cercetătorii au descoperit diferențe distincte între comunitățile de foraminifere planctonice - mici creaturi unicelulare care plutesc în apele oceanelor - de înainte și după începutul erei industriale în urmă cu aproximativ 170 de ani, potrivit unui studiu publicat săptămâna aceasta în Nature . Raportul dintre speciile de plancton din aceste comunități s-a modificat proporțional cu schimbările temperaturii mării, ceea ce indică faptul că încălzirea oceanelor a modificat profund aceste populații și ecosistemele marine mai largi ale acestora.
Deși ideea că schimbările climatice afectează viața marină nu este nouă, studiul planctonului include un set de date neobișnuit de complet, care se întinde pe glob și se reduce profund în secolele trecute pentru a reafirma impactul umanității asupra oceanelor.
Foraminiferele planctonice oferă o înregistrare fosilă cuprinzătoare, deoarece cojile lor de calcit dure sunt păstrate bine în straturile de sedimente de pe fundul oceanului, spune autorul principal Lukas Jonkers, oceanograf paleontologic la Universitatea din Bremen din Germania. De asemenea, organismele populează apele din întreaga lume. Deși sunt rare în oceanul de suprafață, foraminiferele planctonice sunt abundente la adâncimi mai mari, iar în unele locuri covorează perne întregi ale fundului mării, spune Jonkers.
Recuperarea unei capcane de sedimente la bordul navei de cercetare Meteor în Oceanul Atlantic de Nord tropical. Astfel de capcane de sedimente oferă informații despre comunitățile moderne de specii foraminifere planctonice, care s-au dovedit a fi sistematic diferite de comunitățile preindustriale de sedimente. (Christiane Schmidt) „Putem compara cu adevărat foarte bine distribuția speciilor din epoca modernă cu trecutul”, spune Jonkers. „Nu există atât de multe grupuri de zooplancton în care înregistrările fosile sunt atât de bine conservate. De fapt, nu cred că există. ”
Pentru a înțelege starea acestor comunități înainte de începerea erei industriale, Jonkers și echipa sa au analizat mai mult de 3.700 de probe colectate anterior din straturile de sedimente de pe fundul oceanului. Pe baza cât de rapid se acumulează și se amestecă sedimentele pe fundul mării, oamenii de știință au estimat că stratul superior al miezurilor de sedimente - practic „cilindri de noroi” trași de pe fundul oceanului - ar conține fosile vechi de câteva secole, spune Jonkers, dinaintea revoluției industriale.
Apoi, echipa a comparat aceste probe preindustriale cu date mai recente colectate folosind capcane de sedimente, care sunt pâlnii orizontate pe fundul mării care prind orice cădere din straturile superioare ale oceanului (inclusiv planctonul care se prelinge prin apă). Folosind informațiile culese din 1978 până în 2013, cercetătorii au descoperit că comunitățile foraminifere planctonice s-au schimbat semnificativ în perioada de timp dintre depozitul fosilelor de pe malul mării și organismele prinse în capcanele de sedimente.
Schimbarea, măsurată prin compararea abundențelor relative de zeci de specii de plancton din eșantioane, nu pare a fi întâmplătoare. Cantitatea de schimbare în comunitățile planctonului a fost corelată cu gradul de schimbare de temperatură documentată în apele din jur. Direcția schimbării comunităților a fost, de asemenea, în mare parte aliniată cu tiparele schimbărilor de temperatură oceanică, după cum au descoperit autorii atunci când s-au potrivit cu fosilele de pe malul mării cu analogii lor cei mai apropiați în comunitățile moderne.
Cu datele care arată o potrivire atât în gradul, cât și în direcția schimbării, Jonkers spune că este încrezător că temperatura este forța motrice a schimbărilor în populațiile planmintonice foraminifere.
„Mă așteptam să văd o diferență și un efect al schimbării globale”, spune Jonkers. - Dar nu mă așteptasem ca semnalul să fie atât de clar.
Noul studiu reproduce la scară globală ceea ce au găsit alți cercetători în anumite zone, spune David Field, un om de știință marină de la Universitatea Pacific din Hawaii, care a cercetat foraminifera planctonică, dar nu a fost implicat în acest studiu. În timp ce oamenii de știință încă nu au dezvăluit pe deplin de ce se schimbă exact comunitățile planctonului, dovezile din acest studiu și altele indică clar încălzirea oceanului ca fiind cauza probabilă, fie ca o influență directă, fie ca un motor indirect al altor aspecte ale mediului subacvatic, Field spune.
Compararea eșantioanelor de capcană de sediment cu fosilele de pe fundul mării s-ar putea să nu fie o analogie perfectă - diferențele de conservare ar putea fi o posibilă influență asupra datelor - dar Field spune că dovezile autorilor oferă un sprijin convingător pentru influența uriașă a încălzirii oceanelor asupra speciilor marine.
"Acest lucru indică faptul că încălzirea a început să aibă un efect asupra ecosistemelor marine cu mult timp în urmă, chiar înainte de a păstra înregistrări bune asupra acesteia", spune Field. „Ne putem aștepta la un impact mult mai mare al încălzirii oceanelor asupra ecosistemelor în viitor. Oceanele vor continua să se schimbe în moduri pe care nu le-am văzut până acum. "
Este posibil ca foraminiferele planctonice să nu fie la fel de maiestuoase ca balenele sau stelele mării, dar lățimea înregistrărilor lor fosile oferă o bază de referință utilă pentru a confirma o tendință mai largă de schimbare a vieții oceanice ca răspuns la activitatea umană. Schimbările în comunitățile planctonului sunt un indicator al „imaginii mai mari” pentru ecosistemele marine, deoarece temperaturile oceanelor continuă să crească la rate crescânde, spune Jonkers.
„Întrebarea este: ce se va întâmpla odată cu evoluția schimbărilor climatice?”, Spune Jonkers. „Chiar la un anumit grad [de schimbare a temperaturii], vedem deja schimbări mari în foraminifera planctonică, și probabil și în alte biote marine. Asta înseamnă că toate aceste specii trebuie să se adapteze și, în acest moment, nu știm dacă pot sau dacă pot face acest lucru suficient de repede. "
