Ahogy a tudósok rájönnek, hogy kitalálják, hogyan befolyásolja az óceán hőmérséklete a meleg ökoszisztémákat az egész világon - a korallzátonyok fehérítésétől a megváltozott migrációs útvonalakig -, a tenger egyik legszélesebb körű szervezete segíti a kutatókat a már bekövetkezett változások mérésében. Az évszázadok óta tartó fosszilis rekordok és az élő gyűjtések adatai azt mutatják, hogy egyes tengeri planktonpopulációk egyértelmű változást tükröznek az emberi iparosodás és az ahhoz kapcsolódó óceánok felmelegedése nyomán.
A kutatók az erdei korszak kezdete előtt és után körülbelül 170 évvel ezelőtt, a természetben, a héten közzétett tanulmány szerint határozott különbségeket találtak a planktonikus foraminifera közösségek - az apró egycellás lények között, amelyek óceánvizekben úsznak - között. Ezekben a közösségekben a planktonfajok aránya a tengeri hőmérséklet változásaival arányosan elmozdult, ami azt jelzi, hogy az óceánok felmelegedése mélyen megváltoztatta ezeket a populációkat és szélesebb tengeri ökoszisztémáikat.
Noha az a gondolat, hogy az éghajlatváltozás befolyásolja a tengeri életet, nem új, a plankton-tanulmány szokatlanul teljes adatkészletet foglal magában, amely átfogja a világot, és mélyre esik az elmúlt évszázadokban, hogy megerősítse az emberiség óceánokra gyakorolt hatását.
A plankton foraminifera átfogó fosszilis rekordokat biztosít, mivel kemény kalcit héjaik jól megőrződnek az óceán fenekén lévő üledékrétegekben - mondta Lukas Jonkers, a német Bréma Egyetem paleontológiai óceáni kutatója. A szervezetek a világ minden táján laknak vizet. Noha a felszíni óceánban ritka, a planktonikus foraminifera nagyobb mélységben is bőséges, és egyes helyeken a tengerfenék teljes rendjét szőnyegzik - mondja Jonkers.
Üledékcsapda helyreállítása a Meteor kutatóhajó fedélzetén az Atlanti-óceán északi részén. Az ilyen üledékcsapdák információt nyújtanak a modern planktonikus foraminifera fajközösségekről, amelyekről azt találták, hogy szisztematikusan különböznek az üledékektől az ipar előtti közösségeketől. (Christiane Schmidt) "Nagyon jól összehasonlíthatjuk a fajok eloszlását a modern korban a múltjával" - mondja Jonkers. „Nincs olyan sok állatkert-csoport, ahol a fosszilis rekordok olyan jól megőrződnek. Valójában nem hiszem, hogy lenne.
A közösségek állapotának megértése érdekében, mielőtt az ipari korszak elindult, Jonkers és csapata több mint 3700 korábban összegyűjtött mintát elemezett az óceán fenekén lévő üledékrétegekből. A tudósok becsléseik szerint az üledék gyors felhalmozódása és keverése a tengerfenéken azt mutatja, hogy az üledékmagok felsõ rétege - alapvetõen az iszap hengerei -, amelyeket az óceán fenekébõl húztak fel - néhány évszázados fosszíliákat tartalmaznának, mondja Jonkers, az ipari forradalom megelőzése.
A csoport ezután összehasonlította ezeket az iparosodás előtti mintákat az üledékcsapdákkal gyűjtött újabb adatokkal, amelyek a tengerfenékhez kikötött tölcsérek, amelyek megragadnak bármit, ami az óceán felső rétegeiből leesik (beleértve a vízben sodródó planktont is). Az 1978 és 2013 között összegyűjtött információk felhasználásával a kutatók felfedezték, hogy a plankton foraminifera közösségek jelentősen megváltoztak a tengerfenék fosszilis depozitjainak és az üledékcsapdákba fogott organizmusok közötti időszakban.
A mintában lévő tucat planktonfaj relatív előfordulásának összehasonlításával mért eltolás nem véletlenszerű. A planktonközösségekben bekövetkező változás mértéke korrelált a környezeti vizekben dokumentált hőmérsékleti változás mértékével. A közösségek eltolódásának iránya szintén nagyrészt az óceán hőmérséklete változásának mintázata, ahogy a szerzők azt találták, amikor a tengerfenék fosszilisait a modern közösségekben legközelebbi analógjaikkal illesztették össze.
Az adatokkal, amelyek egyeztetik mind a változás mértékét, mind irányát, Jonkers azt állítja, hogy magabiztos, hogy a hőmérséklet a hajtóereje a planktonikus foraminifera populációk eltolódásának.
"Vártam, hogy meglátom a globális változás különbségét és hatását" - mondja Jonkers. "De nem számítottam arra, hogy a jel egyértelmű lesz."
David Field, a Hawaii Csendes-óceáni Egyetem tengerész tudósa, aki planktonikus foraminiferat vizsgált, ám nem vett részt ebben a tanulmányban, globális szinten megismétli azt, amit más kutatók találtak bizonyos területeken. Miközben a tudósoknak még nem szabad teljesen megtudniuk, hogy a planktonközösségek miért változnak pontosan, e tanulmány és mások bizonyítékai egyértelműen rámutatnak az óceán felmelegedésére, mint valószínű okára, akár közvetlen befolyásként, akár a víz alatti környezet egyéb szempontjainak közvetett mozgatórugójaként, Field mondja.
Az üledékcsapdás mintáknak a tengerfenék fosszilisokkal való összehasonlítása nem feltétlenül tökéletes analógia - a megőrzés különbségei esetlegesen befolyásolhatják az adatokat - De Field szerint a szerzők bizonyítékai meggyőző támogatást nyújtanak az óceán melegítésének a tengeri fajokra gyakorolt hatalmas hatására.
"Ez azt jelzi, hogy a felmelegedés már régen hatással volt a tengeri ökoszisztémákra, még mielőtt jó nyilvántartást vezetünk erről” - mondja Field. „A jövőben az óceán melegedésének sokkal nagyobb hatására számíthatunk az ökoszisztémákra. Az óceánok tovább fognak változni olyan módon, amelyet még nem látottunk. ”
A planktonikus foraminifera nem feltétlenül olyan fenséges, mint a bálnák vagy a tengeri csillagok, ám fosszilis rekorduk szélessége hasznos kiindulási alapot nyújt az óceáni élet szélesebb tendenciájának megerősítéséhez az emberi tevékenység hatására. A planktonközösségekben bekövetkező változások a tengeri ökoszisztémák „nagyobb képének” aggodalomra adnak okot, mivel az óceán hőmérséklete egyre gyorsabban emelkedik - mondja Jonkers.
„A kérdés az, hogy mi fog történni az éghajlatváltozás előrehaladásával?” - mondja Jonkers. „Még egy fokos hőmérsékleti változás esetén is nagy változások tapasztalhatók a planktonikus foraminiferaban, és valószínűleg más tengeri élővilágban is. Ez azt jelenti, hogy ezeknek a fajoknak alkalmazkodniuk kell, és jelenleg nem tudjuk, képesek-e, vagy elég gyorsan képesek-e. "
