Jak vědci hledají, jak oteplovací teploty oceánu ovlivní mořské ekosystémy na celém světě - od bělení korálových útesů po změněné migrační trasy - jeden z nejvíce všudypřítomných organismů moře pomáhá vědcům měřit změny, ke kterým již došlo. Stovky fosilních záznamů a živých dat zachycují, že některé populace mořských planktónů odrážejí jasnou změnu v reakci na lidskou industrializaci a na oteplovací oceány, které s ní přišly.
Podle studie zveřejněné tento týden v Přírodě vědci objevili zřetelné rozdíly mezi komunitami planktonického foraminifery - malými jedinými stvořeními plujícími ve vodách oceánu - před a po začátku průmyslové éry asi před 170 lety. Poměr druhů planktonu v těchto komunitách se posunul úměrně ke změnám teploty moře, což naznačuje, že oteplování oceánů tyto populace a jejich širší mořské ekosystémy hluboce změnilo.
I když myšlenka, že změna klimatu ovlivňuje mořský život, není nová, Planktonova studie zahrnuje neobvykle kompletní soubor údajů, který pokrývá celou planetu a zasahuje hluboko do minulých století, aby znovu potvrdil dopad lidstva na oceány.
Planktonická foraminifera poskytuje komplexní fosilní záznam, protože jejich tvrdé kalcitové skořápky jsou dobře uchovány v sedimentárních vrstvách na dně oceánu, říká vedoucí autor Lukas Jonkers, paleontologický oceánograf na univerzitě v Brémách v Německu. Organismy také osídlují vody po celém světě. Přestože jsou planktonické foraminifery v povrchovém oceánu vzácné, vyskytují se ve větších hloubkách a na některých místech pokrývají celé řádky mořského dna, říká Jonkers.
Obnova pasti sedimentů na palubě výzkumné lodi Meteor v tropickém severním Atlantiku. Tyto lapače sedimentů poskytují informace o moderních společenstvech planktonických foraminifer, které byly systematicky odlišné od předindustriálních komunit od sedimentů. (Christiane Schmidt) "Opravdu můžeme velmi dobře porovnat distribuci druhů v moderní době s minulostí, " říká Jonkers. "Není tolik skupin zooplanktonů, kde jsou fosilní záznamy tak dobře zachovány." Ve skutečnosti si nemyslím, že existuje. “
Aby pochopili stav těchto komunit před zahájením průmyslové éry, Jonkers a jeho tým analyzovali více než 3 700 dříve odebraných vzorků z vrstev sedimentů na dně oceánu. Na základě toho, jak rychle se usazeniny hromadí a mísí na mořském dně, vědci odhadují, že horní vrstva jader sedimentu - v podstatě „válečky bláta“ vytažená od dna oceánu - by obsahovala fosilie staré několik století, říká Jonkers, před průmyslovou revolucí.
Tým poté porovnal tyto předindustriální vzorky s novějšími údaji shromážděnými pomocí lapačů sedimentů, což jsou nálevky ukotvené k mořskému dnu, které popadly cokoli, co padalo z horních vrstev oceánu (včetně planktonu, který driftuje přes vodu). Na základě informací shromážděných od roku 1978 do roku 2013 vědci zjistili, že se planktonická společenství foraminifera výrazně změnily v průběhu časového období mezi uložením fosilií mořského dna a organismů chycených v pastech sedimentu.
Posun, měřený porovnáním relativního hojnosti desítek druhů planktónů ve vzorcích, se nezdá být náhodný. Míra změny v planktonových komunitách korelovala se stupněm zdokumentované změny teploty v okolních vodách. Směr posouvání komunit se také z velké části vyrovnal vzorům změny teploty oceánu, jak autoři zjistili, když porovnávali fosílie mořského dna s jejich nejbližšími analogy v moderních komunitách.
S údaji, které ukazují shodu jak ve stupni, tak ve směru změny, Jonkers říká, že je přesvědčen, že teplota je hybnou silou pro posun v populacích planktónového foraminifery.
"Čekal jsem, že uvidím rozdíl a účinek globální změny, " říká Jonkers. "Ale nečekal jsem, že signál bude tak jasný."
Nová studie kopíruje v celosvětovém měřítku to, co ostatní vědci našli v konkrétních oblastech, říká David Field, mořský vědec na havajské tichomořské univerzitě, který zkoumal planktonickou foraminiferu, ale nebyl do této studie zapojen. I když vědci ještě musí zcela odhalit, proč se přesně planktonská společenství mění, důkazy z této studie a dalších jasně ukazují na oceánské oteplování jako pravděpodobnou příčinu, buď jako přímý vliv nebo jako nepřímý hnací motor jiných aspektů podvodního prostředí, Field říká.
Porovnání vzorků sedimentů a fosilií na mořském dně nemusí být dokonalou analogií - rozdíly v ochraně mohou být možným vlivem na data - ale Field tvrdí, že důkazy autorů poskytují přesvědčivou podporu obrovskému vlivu oteplování oceánu na mořské druhy.
"To naznačuje, že oteplování začalo mít vliv na mořské ekosystémy už dávno, ještě předtím, než jsme o tom vedli dobré záznamy, " říká Field. „V budoucnu můžeme očekávat mnohem větší dopad oteplování oceánu na ekosystémy. Oceány se budou i nadále měnit způsobem, který jsme dosud neviděli. “
Planktonická foraminifera nemusí být tak velkolepá jako velryby nebo mořské hvězdy, ale šířka jejich fosilních záznamů poskytuje užitečný základ pro potvrzení širšího trendu změny oceánského života v reakci na lidskou činnost. Posuny v planktonských komunitách jsou znepokojujícím ukazatelem „většího obrazu“ mořských ekosystémů, protože teploty oceánů stále rostou, říká Jonkers.
"Otázka zní, co se stane s postupující změnou klimatu?" Říká Jonkers. "I při jednom stupni změny teploty již vidíme velké změny planktonické foraminifery a pravděpodobně také v jiné mořské biotě." To znamená, že všechny tyto druhy se musí přizpůsobit a v tuto chvíli nevíme, jestli to dokážou, nebo zda to dokáží dostatečně rychle. “
