Eine Salpenkette, eine Planktonart. (Gerard Soury/The Image Bank/Getty Images) Wenn die Temperatur auf der Erde deutlich genug ansteigt, könnte es zu einer umfassenden Umstrukturierung der in unseren Ozeanen lebenden Planktonarten kommen.
Nicht nur würde sich die Artenvielfalt radikal verändern, sondern die Erwärmung der Ozeane könnte auch dazu führen, dass Plankton aus den Tropen in Richtung der Pole wandert, weg von Gewässern, die zu warm werden, um bewohnbar zu sein.
Tatsächlich beobachten wir diese Verschiebung möglicherweise bereits in den letzten Jahrzehnten, wobei einige Arten weiter nördlich dokumentiert wurden, als wir sie jemals gesehen haben.
Diese Umstrukturierung hätte erhebliche Auswirkungen auf die ozeanischen Ökosysteme, da Plankton ein wichtiger Bestandteil sowohl des ozeanischen Kohlenstoffkreislaufs als auch des Nahrungsnetzes ist.
Bei Plankton handelt es sich größtenteils um mikroskopisch kleine Organismen, die überall dort treiben, wo die Meeresströmungen sie hintreiben, und deren Antriebsfähigkeit nicht ausreicht, um ihre Reise zu kontrollieren. Sie sind die zweithäufigste Lebensform auf der Erde und werden nur von Bakterien verdrängt; Ohne Plankton gäbe es in unseren Ozeanen kein Leben, wie wir es kennen.
Zwei Arten, die von besonderem Interesse sind, sind Phytoplankton (Pflanzen) und Zooplankton (Tiere). Die Photosynthese des Phytoplanktons spielt eine wichtige Rolle im Kohlenstoffkreislauf und der Produktion von Sauerstoff auf der Erde, und die Organismen stellen einen wichtigen Teil des Nahrungsnetzes dar, auf das andere, größere Organismen angewiesen sind. Auch Zooplankton ist ein wichtiger Teil des Nahrungsnetzes und des Kohlenstoffkreislaufs.
Veränderungen in der Planktonverteilung sind zu erwarten, da die globalen Temperaturen weiter steigen. Was diese Veränderungen sein könnten und wo Plankton landen könnte, ist Gegenstand einer neuen Studie unter der Leitung des Umweltphysikers Fabio Benedetti von der ETH Zürich in der Schweiz.
Er und seine Kollegen entwickelten globale Verbreitungskarten für mehr als 860 Arten von Phytoplankton und Zooplankton und verwendeten dann statistische Algorithmen und Klimamodelle, um die Veränderungen vorherzusagen, die diese Gemeinschaften in Zukunft erfahren würden Klimawandel .
Zunächst stellten sie eine Zunahme beider Planktonarten fest; aber wenn die mittlere Meeresoberflächentemperatur mehr als 25 Grad Celsius erreichen würde (der langfristige Durchschnitt liegt derzeit bei 25 Grad Celsius). 16,1 Grad Celsius ), würde das Zooplankton in den Tropen zurückgehen und alle Arten würden sich in kühlere Gewässer in höheren Breiten verlagern.
In diesen Polargemeinschaften würden bis zu 40 Prozent der Phytoplanktonarten durch subtropische Eindringlinge ersetzt, was bedeutet, dass nicht nur die äquatorialen Ozeane betroffen wären.
„In einigen Gebieten des Ozeans werden wir einen Anstieg der Artenzahlen erleben, der auf den ersten Blick positiv erscheinen mag.“ Benedetti erklärt . „Aber dieser Anstieg der Vielfalt könnte tatsächlich eine ernsthafte Bedrohung für die Existenz und Funktion gut etablierter Meeresökosysteme in höheren Breiten darstellen.“
Obwohl viele Planktonarten winzig sind, sind sie nicht alle gleich groß, und diese Größenvariation ist wichtig. In den mittleren und hohen Breiten gibt es in den Ökosystemen relativ wenige Arten, und diese Planktongemeinschaften bestehen aus größeren Arten, die effizient organischen Kohlenstoff exportieren und eine wichtige Nahrungsquelle für Fische darstellen.
Die Simulationen des Teams zeigten, dass steigende Temperaturen die Lebensräume für größeres Plankton weniger, für kleineres jedoch besser machen. Dies würde zu einem Boom der kleinen Planktonvielfalt und einem Rückgang der größeren Arten in diesen Breiten führen. Dies hätte wiederum Auswirkungen auf die Fischbestände.
Es würde auch den Kohlenstoffkreislauf beeinflussen. Größere Planktonarten haben oft Panzer, die kleinere Arten nicht haben, und schwerere Ausscheidungen. Bei diesen Arten sinken totes Plankton und seine Abfälle schneller ab, was bedeutet, dass der Zersetzungsprozess, der den Kohlenstoff in ihrem Körper und Kot in Kohlendioxid umwandelt, in größeren Tiefen stattfindet.
Dies bedeutet, dass das Kohlendioxid für lange Zeiträume eingefangen wird und nicht in die Atmosphäre gelangen kann.
Das Ersetzen dieser Arten durch kleinere Arten würde zu einer geringeren Effizienz der Kohlenstoffsenke im Ozean führen, obwohl es etwas schwieriger sei, den Effekt zu quantifizieren, sagten die Forscher.
„Wir können derzeit nur feststellen, wie wichtig bestimmte Bereiche des Ozeans heute für verschiedene Ökosystemleistungen sind und ob sich diese Leistungserbringung in Zukunft ändern wird.“ Sagt Benedetti .
Und es scheint tatsächlich eine Frage des Zeitpunkts zu sein, nicht des Ob. Wir haben bereits gesehen, wie Meereslebewesen die Äquatorregionen verlassen Wasser wird zu heiß zum Überleben , und wir haben bereits gesehen, wie große Copepoden zu wachsen beginnen durch kleinere Arten verdrängt . Es wurden auch Quallen beobachtet, die sich bewegten Norden Und Süd vom Äquator entfernt.
Diese Ergebnisse und Beobachtungen deuten darauf hin, „dass der zukünftige Klimawandel die durch Plankton vermittelten Ökosystemleistungen des Ozeans in diesen Regionen bedroht“. schreiben die Forscher in ihrer Arbeit .
Die Forschung wurde veröffentlicht in Naturkommunikation .