Ciepły ocean to bardziej głodny ocean – przynajmniej jeśli chodzi o drapieżniki ryb. W nowym badaniu terenowym opublikowanym 9 czerwca w Science, naukowcy ze Smithsonian odkryli uderzenia drapieżników w szczytach Atlantyku i Pacyfiku w wyższych temperaturach. Efekty spadają kaskadowo, przekształcając inne życie w oceanie, potencjalnie zakłócając równowagę, która istniała od tysiącleci.
„Dojście do tego stanu zajęło tysiące lat, a potem nagle podnosimy temperaturę w znacznie wyższym tempie” – powiedziała Gail Ashton, główna autorka raportu i biolog morski ze Smithsonian Environmental Research Center (SERC). . „I tak naprawdę nie znamy konsekwencji tego wzrostu temperatury”.
Wcześniejsze badania wskazywały, że drapieżniki są bardziej aktywne w tropikach, ponieważ wyższe temperatury mają tendencję do zwiększania metabolizmu zwierząt. Jednak dowody empiryczne z mniejszych badań były sprzeczne. W niewielu badaniach próbowano odpowiedzieć na główne pytanie, w jaki sposób społeczności ofiar reagują na zwiększoną presję, co może zapowiadać, jak będzie wyglądał cieplejszy ocean przyszłości.
„Cieplejsze wody mają tendencję do faworyzowania zwierząt znajdujących się wysoko w łańcuchu pokarmowym, które stają się bardziej aktywne i potrzebują więcej pożywienia – i to ich ofiara płaci za tę zwiększoną aktywność” – powiedział współautor Emmett Duffy, dyrektor Marine Global Earth Observatory w Smithsonian. sieć (MarineGEO). „Sugeruje to, że ocieplające się morza mogą dostrzec duże zmiany w życiu wrażliwych siedlisk dna morskiego”.
Śledzenie drapieżnictwa od bieguna do bieguna
Nowe badanie przyjęło jeden z największych dotychczasowych widoków. Międzynarodowy zespół kierowany przez Smithsonian i Temple University koordynował partnerów w 36 lokalizacjach, biegnących wzdłuż wybrzeży Atlantyku i Pacyfiku obu Ameryk. Miejsca rozciągały się od Alaski na północy do Ziemi Ognistej na krańcu Ameryki Południowej. W każdym miejscu naukowcy przeprowadzili te same trzy eksperymenty na drapieżnikach i zdobyczach.
W pierwszym eksperymencie śledzono ogólną aktywność drapieżników za pomocą „kałamarnic”. Zaprojektowane przez Duffy’ego i zespół MarineGEO kalmary przypominają ciasteczka w kawiarniach. Naukowcy przyczepiają do palika kawałek suszonej kałamarnicy, standardową przynętę, której można używać wszędzie, i zostawiają pod wodą, aby zwabić ryby. Po godzinie naukowcy sprawdzili, ile pałeczek kalmarów zostało pożartych. Wyniki potwierdziły ich podejrzenia: w cieplejszych miejscach drapieżnictwo było bardziej intensywne; w chłodniejszych wodach (poniżej 68 stopni F) drapieżnictwo spadło prawie do zera.
„Ten próg temperatury stanowi ekologiczny punkt krytyczny w tych przybrzeżnych ekosystemach morskich, powyżej którego wzrasta intensywność drapieżnictwa” – powiedziała Amy Freestone, współautorka i profesor biologii na Uniwersytecie Temple. „Wraz ze zmianą klimatu więcej wód przybrzeżnych przekroczy ten punkt krytyczny lub ogrzeje się jeszcze bardziej, fundamentalnie zmieniając sposób funkcjonowania tych ekosystemów”.
Życie na Wygłodniałym Morzu
Ale to nie odpowiadało na bardziej naglące pytanie: co będzie oznaczać gorętszy, bardziej głodny ocean na resztę życia w sieci pokarmowej?
W tym celu naukowcy zwrócili się do swoich dwóch ostatnich eksperymentów. Przyjrzeli się stacjonarnym podwodnym bezkręgowcom, na których ryby lubią ucztować, jak osłonice i mszywioły, aby zobaczyć, jak drapieżniki wpłyną na ich wzrost i liczebność. W jednym eksperymencie obserwowali, jak ofiara kolonizuje i rośnie na podwodnych plastikowych panelach przez trzy miesiące. Niektóre miały ochronne klatki, które trzymały drapieżniki z dala, podczas gdy inne były otwarte i bezbronne. W ostatnim eksperymencie umieścili ochronne klatki wokół wszystkich podwodnych zdobyczy na 10 tygodni, a następnie uwolnili połowę społeczności ofiar na kolejne dwa tygodnie.
W gorętszych wodach bardziej żarłoczne apetyty drapieżników pozostawiły ogromne ślady na społeczności ofiar. Całkowita biomasa zdobyczy pogrążyła się w tropikach, gdy zdobycz pozostawiono bez ochrony. Jednak w najzimniejszych strefach pozostawienie zdobyczy odsłoniętych lub chronionych prawie nie miało znaczenia – co sugeruje, że drapieżniki nie stanowią tam większego zagrożenia.
„Wiedzieliśmy z poprzednich prac w Panamie, że drapieżnictwo w neotropikach może być intensywne” – powiedział Mark Torchin, współautor i ekolog morski ze Smithsonian Tropical Research Institute w Panamie. „Jednak praca z naszymi kolegami z obu Ameryk pozwoliła nam przetestować powszechność tego i ocenić, jak zmieniają się skutki drapieżnictwa w chłodniejszych środowiskach”.
Rodzaje organizmów drapieżnych zmieniały się również wraz z dostępem drapieżników. Drapieżniki lubiły jeść samotne osłonice w kształcie butelki („skierki morskie”), więc ofiary te ponosiły poważne straty w tropikach, gdy były pozostawione bez ochrony. Tymczasem inkrustujące mszywioły („zwierzęta mchowe”) rozkwitły w nowej wolnej przestrzeni, ponieważ ryby w dużej mierze pozostawiły je w spokoju.
Samotne osłonice filtrują wodę i oferują zakamarki, w których mogą się osiedlać inne organizmy – dwie ważne funkcje, których mszywioły nie spełniają tak dobrze. Stanowią jednak tylko jeden przykład tego, jak wzrost aktywności drapieżników może zmienić ekosystemy, gdy chłodniejsze ekosystemy się nagrzewają.
„W miarę zmian drapieżników niektóre gatunki będą zwycięzcami, a inne przegranymi” – powiedział współautor Greg Ruiz, szef laboratorium badań morskich inwazji SERC. „Niektóre będą bronione, inne będą bezbronne. Ale nie wiemy dokładnie, jak to się rozegra”.
Tymczasem to, co wydarzy się na równiku – gdzie temperatury mogą wzrosnąć nawet wyżej niż to, co naukowcy widzą dzisiaj – pozostaje jeszcze większą tajemnicą.
„Tak naprawdę nie wiemy, co może się wydarzyć w tropikach, ponieważ nie mamy danych z tych cieplejszych temperatur” – powiedział Ashton.