Jak plankton reaguje na zmianę klimatu
W ramach projektu TROPHIC EFFICIENCY (Effects of plankton community structure on energy pathways and trophic efficiency) szacowano wydajność troficzną na podstawie wskaźników produkcji, źródeł pokarmu i transferu substancji odżywczych, prowadząc interdyscyplinarne doświadczenia z użyciem biomarkerów. Były to zarówno doświadczenia laboratoryjne na małą skalę, jak i doświadczenia ekosystemowe na większą skalę (mezosystem), w których narażano społeczności planktonowe na zjawiska związane ze zmianą klimatu, takie jak podwyższanie temperatur i zwiększanie zakwaszenia oceanu. Badacze korzystali też ze znaczników biologicznych w postaci wyznakowanych izotopem δ13 węgla biomarkerów swoistych wobec kwasów tłuszczowych (δ13C-FA), które opisywały przepływ niezbędnych substancji odżywczych i wskaźniki produkcji w łańcuchach pokarmowych. Wyniki wskazują, że podwyższenie poziomu dwutlenku węgla (CO2) znacząco zmienia stężenie i skład kwasów tłuszczowych w okrzemkach Thalassiosira pseudonana. Wydaje się jednocześnie, że wyższy poziom CO2 ogranicza wzrost i namnażanie widłonogów Acartia tonsa, które żywią się okrzemkami. Zależność między okrzemkami i widłonogami jest podstawą kilku z najbardziej produktywnych ekosystemów świata. Dlatego też wyniki wskazują, że zakwaszenie oceanów może mieć daleko idące konsekwencje dla oceanicznych łańcuchów pokarmowych, zmieniając jakość odżywczą najważniejszych makromolekuł u producentów I rzędu, które przechodzą następnie do wyższych poziomów troficznych. Doświadczenia prowadzone w mezosystemach o wielu poziomach troficznych dotyczyły społeczności planktonu z Zatoki Kilońskiej, wydłużonej zatoki Morza Bałtyckiego. Ponadto badacze analizowali wpływ zakwaszenia oceanu na skład oraz profile kwasów tłuszczowych w oddalonej od brzegu społeczności fitoplanktonu Morza Północnego. W badaniach wykazano, że zwiększenie ilości zooplanktonu galaretowatego w Morzu Północnym przy wyższych temperaturach i poziomie CO2 obniża w kolumnie wodnej zawartość cząstek, którymi żywią się widłonogi i ryby. Wyniki wskazują, że duże grupy taksonomiczne różnią się stężeniem ważnych składników biochemicznych. Może to wyjaśnić, dlaczego bardziej zróżnicowane źródła substancji odżywczych przekładają się na większą produktywność konsumentów niż ujednolicona dieta. Tym samym wzrost i rozmnażanie konsumentów (zooplanktonu i larw ryb) są prawdopodobnie uzależnione od składu taksonomicznego i jakości odżywczej producentów I rzędu. Projekt TROPHIC EFFICIENCY dostarczy naukowcom dokładniejszej wiedzy, jak przetasowania w strukturze łańcuchów pokarmowych na jego początkowych etapach wpływają na krążenie węgla w obrębie planktonu. Jest to niezwykle istotne, ponieważ te procesy mają ogromny wpływ na rybołówstwo i klimat Ziemi.
Słowa kluczowe
Łańcuch pokarmowy, poziomy troficzne, zmiana klimatu, TROPHIC EFFICIENCY, mezosystem, izotop δ13 węgla, kwas tłuszczowy, Thalassiosira pseudonana, Acartia tonsa, zooplankton galaretowaty