Jedes Jahr im mittlere Breiten des Planeten, ein eigenartiges Phänomen, das als bekannt ist Phytoplankton Frühlingsblüte tritt ein. Vom Weltraum aus sichtbar sind spektakuläre große und vergängliche filamentartige Grün- und Blautöne geformt durch die Meeresströmungen.
Die Phytoplanktonblüten bestehen aus einer Vielzahl mikroskopisch kleiner Algenzellen, die infolge längerer Tage und weniger Stürme wachsen und sich an der Meeresoberfläche ansammeln – oft verbunden mit dem Beginn des Frühlings.
Der Zeitpunkt der Phytoplankton-Frühlingsblüte ist jedoch wahrscheinlich geändert werden als Reaktion auf den Klimawandel. Veränderungen, die sich – im Guten wie im Schlechten – auf die vielen Arten auswirken werden, die es gibt ökologisch angepasst um von der verbesserten Nahrungsaufnahmemöglichkeit zu profitieren, die Blüten in entscheidenden Phasen ihrer Entwicklung bieten.
Fein abgestimmte ökologische Anpassung
Phytoplanktonblüten sind in mancher Hinsicht Metronome der jährlichen ozeanischen Zyklen auf die die biologischen Uhren vieler Arten synchronisiert sind.
Ein Beispiel ist das Zooplankton Calanus finmarchicuseine Klasse von Mikroorganismen, die nur in der Lage sind, durch die Wassersäule auf und ab zu schwimmen. Calanus finmarchicus Überwintern wir normalerweise drinnen Diapause– die Meeresversion des Winterschlafs – und überleben mit ihren angesammelten Energiereserven in der Tiefsee. In dem Moment, in dem sie es im Frühling für angebracht halten, erheben sie sich aus dem Abgrund, um an der Blüte zu grasen und sich zu vermehren.
Auch Fische und Schalentiere sind an dieses natürliche Metronom angepasst.
Bei einigen Arten, wie zum Beispiel Garnelen, legen die Weibchen ihre Eier vor der Blüte strategisch ins Wasser, damit ihre Jungen vom Moment des Schlüpfens an reichlich Nahrung haben
So unglaublich es auch erscheinen mag, einige Arten können die Inkubationszeit der Eier so „berechnen“, dass im Durchschnitt Eier schlüpfen innerhalb einer Woche der erwarteten Frühlingsblüte.
Eine Frage des Timings
Hier kommt leider der Klimawandel ins Spiel. Was in der Vergangenheit normal war, kann sich durchaus schneller ändern, als Meereslebewesen sich anpassen können.
Zooplankton und Fischlarven machen den Großteil dessen aus, was Meeresforscher als Sekundärproduktion bezeichnen. Sekundärproduktion ist a wichtige trophische Ebene Dies verbindet die Primärproduktion (das Phytoplankton nutzt das Sonnenlicht, um Biomasse zu produzieren) und höhere trophische Ebenen wie Fische und Meeressäugetiere.
Diese großartige Beziehung ist als bekannt trophische Kaskade, da das Zooplankton von den kleinen Fischen gefressen wird und die kleinen Fische wiederum von den größeren Fischen gefressen werden. Ein ganzes Ökosystem, das nach einer Uhr schlägt, die größtenteils durch den Zeitpunkt der Phytoplankton-Frühlingsblüte bestimmt wird, hoffentlich im Einklang mit den biologischen Uhren anderer Arten.
Jede Änderung des Zeitpunkts der Frühlingsblüte, beispielsweise aufgrund des Klimawandels, kann möglicherweise katastrophale Folgen für das Überleben der Zooplanktonpopulationen sowie der Fische und Ökosysteme haben, die auf dieses reichlich vorhandene Nahrungsmittel angewiesen sind.
Diese Theorie ist als bekannt Match/Mismatch-Hypothese und postuliert, dass der Energiebedarf des Verbrauchers der Spitzenverfügbarkeit der Ressourcen „entsprechen“ sollte
Ein neues Verständnis
Auf dem Schelf von Neufundland und Labrador im Nordwestatlantik blüht der Frühling startet im Allgemeinen früher im Süden (Mitte März auf den Grand Banks von Neufundland) und später im Norden (Ende April auf dem südlichen Labrador-Schelf).
Es wurde lange angenommen, dass die Ausbreitung der Blüte von Süden nach Norden mit der Ausbreitung der Blüte zusammenhängt jährlicher Rückgang des Meereises in der Region. Aber mit der Dauer und räumlichen Ausdehnung der Meereissaison drastisch reduziert Im atlantischen Kanada hat sich in den letzten Jahren der Zusammenhang zwischen Meereis und dem Zeitpunkt der Blüte abgeschwächt.
Ich – zusammen mit einem Team von Forschern aus ganz Kanada –schlug eine neue Theorie vor um den Beginn der Frühlingsblüte auf dem Schelf von Neufundland und Labrador zu erklären.
Unsere Theorie geht davon aus, dass der Übergang vom Winter zum Frühling der Schlüssel zum Auslösen der Blüte ist. Im Winter sorgen kalte und stürmische Bedingungen für eine gute Durchmischung des Ozeans. Die Ankunft des Frühlings bringt jedoch ruhigere Winde und wärmere Temperaturen mit sich, gepaart mit einem erhöhten Süßwasserfluss. Diese Bedingungen führen dazu, dass sich der Ozean in Schichten unterschiedlicher Dichte neu organisiert – ein Phänomen namens Neuschichtung.
Durch die erneute Schichtung wird effektiv verhindert, dass sich die Phytoplanktonzellen der oberen Schichten im Strudel der ozeanischen Kräfte leicht vermischen. Ihre Ansammlung an der Meeresoberfläche erzeugt die Blüte.
Mit diesem neuen Mechanismus lässt sich der Zeitpunkt der Phytoplankton-Frühlingsblüte über mehr als zwei Jahrzehnte hinweg erfolgreich vorhersagen. Es ermöglicht uns auch, die Auswirkungen des Klimawandels auf unsere Ozeane besser zu verstehen.
Ökologische Bedeutung
Der Schelf von Neufundland und Labrador liegt am Zusammenfluss subarktischer und subtropischer Meeresströmungen und ist daher auf natürliche Weise diesen ausgesetzt große Schwankungen seines Klimas, mit Auswirkungen auf den Zeitpunkt der Blüte.
Unsere Studie hat gezeigt, dass ein wärmeres Klima mit einer früheren Neuschichtung, einer früheren Phytoplanktonblüte und einer höheren Häufigkeit wichtiger Zooplanktonarten wie z Calanus finmarchicus in der Region.
Diese Entdeckung öffnet die Tür zu einem besseren Verständnis der Blütendynamik und der ozeanischen Bedingungen, die die Gesundheit des Ökosystems beeinflussen.
Die gute Nachricht für eine kalte Region wie den Schelf von Neufundland und Labrador ist, dass es ein wärmeres Klima mit milderen Quellen gibt, wie wir sie haben in den letzten Jahren gesehenwird zu immer mehr Phytoplanktonmengen führen – mit klaren Vorteilen für die Produktivität des Ökosystems.
Wir können jedoch nicht sagen, wie lange diese Veränderungen in einem sich verändernden Klima positiv bleiben werden.
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