Dok znanstvenici pokušavaju shvatiti kako će zagrijavanje oceana utjecati na morske ekosustave diljem svijeta - od izbjeljivanja koralnih grebena do izmijenjenih putova migracije - jedan od najprisutnijih morskih organizama pomaže istraživačima u mjerenju već nastalih promjena. Stoljećima evidencija fosila i podaci o snimanju uživo pokazuju da neke morske populacije planktona odražavaju jasnu promjenu u odgovoru na ljudsku industrijalizaciju i zagrijavanje oceana koji su s tim došli.
Istraživači su otkrili različite razlike između zajednica planktonskih foraminifera - sićušnih jednoceličnih stvorenja koja plutaju u vodama oceana - prije i nakon početka industrijske ere prije oko 170 godina, prema istraživanju objavljenom ovog tjedna u časopisu Nature . Omjer planktonskih vrsta u tim zajednicama pomjerao se proporcionalno promjenama temperature mora, što ukazuje da je zagrijavanje oceana duboko izmijenilo ove populacije i njihove šire morske ekosustave.
Iako ideja da klimatske promjene utječu na morski život nije nova, planktonska studija uključuje neobično cjelovit skup podataka koji obuhvaća globus i ureza duboko u prošla stoljeća kako bi potvrdio čovjekov utjecaj na oceane.
Planktonska foraminifera pruža sveobuhvatnu fosilnu evidenciju, jer su njihove tvrde kalcitne školjke dobro očuvane u slojevima sedimenata na dnu oceana, kaže glavni autor Lukas Jonkers, paleontološki oceanograf sa Sveučilišta u Bremenu u Njemačkoj. Organizmi također naseljavaju vode u cijelom svijetu. Iako su rijetke u površinskom oceanu, planktonska foraminifera obiluje na većim dubinama, a na nekim mjestima tepihom pokrivaju čitave površine morskog dna, kaže Jonkers.
Oporavak zamke sedimenata na brodu istraživačkog broda Meteor u tropskom sjevernom Atlantskom oceanu. Takve zamke za sedimente pružaju informacije o suvremenim zajednicama planktonskih foraminifera, za koje je ustanovljeno da se sustavno razlikuju od predindustrijskih zajednica od sedimenata. (Christiane Schmidt) "Mi stvarno možemo vrlo dobro usporediti rasprostranjenost vrsta u modernom [eri] s prošlošću", kaže Jonkers. "Nema toliko zooplanktonskih skupina gdje su fosilni zapisi tako dobro očuvani. Zapravo mislim da ih nema. "
Da bi razumjeli stanje ovih zajednica prije početka industrijske ere, Jonkers i njegov tim analizirali su više od 3.700 prethodno prikupljenih uzoraka iz slojeva sedimenata na dnu oceana. Na osnovu brzine nakupljanja sedimenata i miješanja na morskom dnu, znanstvenici su procijenili da će gornji sloj jezgara sedimenata - u osnovi "cilindri blata" izvučeni s dna oceana - sadržavati fosile stare nekoliko stoljeća, kaže Jonkers, predstojeći industrijskoj revoluciji.
Tim je potom usporedio ove predindustrijske uzorke s novijim podacima prikupljenim pomoću zamki sedimenata, tokova koji su usidreni do morskog dna koji hvataju sve što padne s gornjih slojeva oceana (uključujući plankton koji pluta kroz vodu). Koristeći se podacima prikupljenim od 1978. do 2013., istraživači su otkrili da su se planktonske foraminiferne zajednice znatno promijenile tijekom vremenskog razdoblja između taloga fosila iz morskog dna i organizama uhvaćenih u zamke sedimenata.
Pomak, mjeren usporedbom relativnog obilja desetaka vrsta planktona unutar uzoraka, ne čini se slučajnim. Količina promjena u planktonskim zajednicama povezana je sa stupnjem dokumentirane promjene temperature u okolnim vodama. Smjer izmještanja zajednica također je u velikoj mjeri uskladen s obrascima promjene temperature oceana, kao što su autori otkrili kad su usklađivali fosile s morskog dna sa svojim najbližim analogima u modernim zajednicama.
S podacima koji pokazuju podudaranje u stupnju i smjeru promjene, Jonkers kaže da je uvjeren da je temperatura pokretačka snaga promjena u populaciji planktonskih foraminifera.
"Očekivao sam da ću vidjeti razliku i učinak globalnih promjena", kaže Jonkers. "Ali nisam očekivao da će signal biti toliko jasan."
Nova studija na globalnoj razini ponavlja ono što su drugi istraživači pronašli u određenim područjima, kaže David Field, mornaričar sa Sveučilišta Hawaii Pacific koji je istraživao planktonsku foraminiferu, ali nije bio uključen u ovo istraživanje. Iako znanstvenici još nisu u potpunosti razotkrili zašto se točno planktonske zajednice mijenjaju, dokazi iz ove studije i drugih jasno ukazuju na zagrijavanje oceana kao mogući uzrok, bilo kao izravni utjecaj bilo kao indirektni pokretač drugih aspekata podvodnog okruženja, Field kaže.
Usporedba uzoraka zamki sedimenata s fosilima morskog dna možda nije savršena analogija - razlike u očuvanju mogu biti mogući utjecaj na podatke - ali Field kaže da dokazi autora pružaju uvjerljivu potporu ogromnom utjecaju zagrijavanja oceana na morske vrste.
"To ukazuje da je zagrijavanje počelo djelovati na morske ekosustave davno, čak i prije nego što smo o tome vodili dobru evidenciju", kaže Field. „U budućnosti možemo očekivati mnogo veći utjecaj zagrijavanja oceana na ekosustave. Okeani će se nastaviti mijenjati na načine kakve još nismo vidjeli. "
Planktonska foraminifera možda nije tako veličanstvena kao kitovi ili morske zvijezde, ali širina njihovih zapisa o fosilima pruža korisnu osnovu za potvrđivanje šireg trenda promjene života oceana kao odgovora na ljudsku aktivnost. Promjene u planktonskim zajednicama zabrinjavajući su pokazatelj "veće slike" morskih ekosustava jer se oceanske temperature i dalje povećavaju, kaže Jonkers.
"Pitanje je, što će se dogoditi s napretkom klimatskih promjena?", Kaže Jonkers. "Već na jednom stupnju [promjene temperature] već primjećujemo velike promjene u planktonskoj foraminiferi, a vjerojatno i u drugim morskim biotama. To znači da se sve ove vrste moraju prilagoditi i trenutno ne znamo mogu li ili mogu to učiniti dovoljno brzo. "
