Seattle – Al tientallen jaren geloofden wetenschappers Prochlorococcus, het kleinste en meest voorkomende fytoplankton op aarde, zou gedijen in een warmere wereld. Maar nieuw onderzoek suggereert dat de microscopische bacterie, die de basis vormt van het mariene voedselweb en helpt het klimaat van de planeet te reguleren, scherp zal afnemen als zeen opwarmen.
Een studie die maandag werd gepubliceerd in het tijdschrift Nature Microbiology vond dat Prochlorococcus -populaties konden krimpen met maar liefst de helft in tropische oceanen in de komende 75 jaar als oppervlaktewateren groter zijn dan 82 graden Fahrenheit (27,8 Celsius). Veel tropische en subtropische zee -oppervlaktetemperaturen zijn al boven het gemiddelde trending en zijn naar verwachting regelmatig 86 graden Fahrenheit (30 Celsius) in dezelfde periode.
Aanbevolen video’s
“Dit zijn Keystone -soorten – zeer belangrijke,” zei François Ribalet, een onderzoeksprofessor van het onderzoek aan de School of Oceanography van de Universiteit van Washington en de hoofdauteur van de studie. “En wanneer een keystone -soort in overvloed afneemt, heeft het altijd gevolgen voor ecologie en biodiversiteit. Het voedselweb gaat veranderen.”
Deze kleine organismen houden een cruciale rol in het oceaanleven
Prochlorococcus bewoont tot 75% van de zonovergoten oppervlaktewateren van de aarde en produceert ongeveer een vijfde van de zuurstof van de planeet door fotosynthese. Cruciaal is dat Ribalet zei dat ze zonlicht en koolstofdioxide omzetten in voedsel aan de basis van het mariene ecosysteem.
“In de tropische oceaan wordt bijna de helft van het voedsel geproduceerd door Prochlorococcus,” zei hij. “Honderden soorten vertrouwen op deze jongens.”
Hoewel andere vormen van fytoplankton kunnen intrekken en helpen bij het compenseren van het verlies van zuurstof en voedsel, waarschuwde Ribalet dat ze geen perfecte vervangers zijn. “Evolutie heeft deze zeer specifieke interactie gemaakt,” zei hij. “Het is duidelijk dat dit een impact zal hebben op dit zeer unieke systeem dat is vastgesteld.”
De bevindingen dagen tientallen jaren van veronderstellingen uit dat Prochlorococcus zou gedijen als de wateren opwarmden. Die voorspellingen waren echter gebaseerd op beperkte gegevens uit laboratoriumculturen. Voor deze studie testten Ribalet en zijn team watermonsters terwijl ze de Stille Oceaan in de loop van een decennium doorkruisten.
Meer dan 100 onderzoekscruises – het equivalent van zes reizen over de hele wereld – ze telden ongeveer 800 miljard individuele cellen uit monsters bij elke kilometer. In zijn lab aan de Universiteit van Washington demonstreerde Ribalet de zeestroom, een doos gevuld met buizen, draden en een doordringende blauwe laser. Het op maat gemaakte apparaat trekt continu zeewater in, waardoor het team de microben in realtime kon tellen. “We hebben meer Prochlorococcus geteld dan er sterren op de Melkweg zijn,” zei Ribalet.
Experts waarschuwen voor ‘grote gevolgen’
Paul Berube, een onderzoekswetenschapper bij Massachusetts Institute of Technology die Prochlorococcus bestudeert, maar niet bij het werk betrokken was, zei dat de breedte van gegevens ‘baanbrekend’ is. En hij zei dat de resultaten passen bij wat bekend is over het gestroomlijnde genoom van de microbe, waardoor het minder aanpasbaar is aan snelle veranderingen in het milieu.
“Ze zijn aan de basis van het voedselweb, en ze voeden al het andere – de vissen eten de dingen die het fytoplankton eten en we eten de vis,” zei hij. “Wanneer er wijzigingen worden aangebracht aan de planeet die deze specifieke organismen beïnvloeden die ons in wezen voeden, zal dat grote gevolgen hebben.”
Om te testen of Prochlorococcus zou kunnen evolueren om het warmere omstandigheden te weerstaan, modelleerde het team van Ribalet een hypothetische warmtetolerante spanning, maar ontdekte dat zelfs die “niet genoeg zouden zijn om de warmste temperatuur volledig te weerstaan als de uitstoot van de kas blijft stijgen,” zei Ribalet.
Hij benadrukte dat de projecties van de studie conservatief zijn en geen rekening houden met de effecten van plastic vervuiling of andere ecologische stressoren. “We hebben eigenlijk geprobeerd het beste scenario naar voren te brengen,” zei Ribalet. “In werkelijkheid kunnen de dingen erger zijn.”
Steven Biller, universitair hoofddocent aan Wellesley College, zei dat de verwachte dalingen ‘eng maar aannemelijk zijn’. Hij merkte op dat Prochlorococcus deel uitmaakt van de ‘onzichtbare bossen’ van de oceaan – kleine organismen waar de meeste mensen nooit aan denken, maar essentieel zijn voor het overleven van de mens.
“De helft van alle fotosynthese gebeurt in de oceanen en Prochlorococcus is daar een heel belangrijk onderdeel van,” zei Biller. “De omvang van de potentiële impact is een beetje opvallend.”
Biller, Berube en Ribalet zeiden dat hoewel andere microben enigszins kunnen compenseren, de bredere risico’s voor biodiversiteit en visserij echt zijn.
“We weten wat de opwarming van de aarde drijft. Er is geen debat onder de wetenschappelijke gemeenschap,” zei Ribalet. “We moeten de uitstoot van broeikasgassen beteugelen.”
Hij hoopt dat de bevindingen meer aandacht vestigen op tropische oceanen, die kunnen dienen als natuurlijke laboratoria voor opwarming aanpassingen en als vroege waarschuwingssignalen voor ecologische ineenstorting.
“Voor het eerst wil ik het mis hebben. Ik zou het leuk vinden om het mis te hebben,” zei hij. “Maar dit zijn gegevensgestuurde resultaten.”
Volg Annika Hammerschlag op Instagram @ahammergram.