Was ist in der Geschichte?
Es ist Mittag und dein Magen beginnt zu grollen—du hast Hunger. Sie möchten etwas japanisches Ramen für Ihren leeren Magen bekommen. Wenn Sie aus Ihrem Haus treten, werden Sie von einer Hitzewelle getroffen.
Was würde passieren, wenn der Fisch, auf den wir uns für Lebensmittel verlassen, nicht mehr verfügbar wäre? Bild von Douglas Perkins.
„Vielleicht sollte ich stattdessen ein kaltes Mittagessen wie Sushi bekommen“, denkst du., „Hot Ramen kann an diesem heißen Tag nicht gut sein.“Andere Leute hatten die gleiche Idee, und das Restaurant hat bereits alle seine Sushi für den Tag verkauft. Du gehst los, um etwas anderes zu finden, das zum Mittagessen kalt ist.
Das Wetter beeinflusst oft Ihre Essensauswahl. Sie könnten im Winter mehr heiße Schokolade trinken und im Sommer mehr Eis essen. Ähnliches kann im Meer passieren. Wenn sich die Temperaturen erwärmen, können einige Organismen in größerer Zahl gefunden werden. Veränderungen wie diese beeinflussen, was im Ozean gegessen wird. Aber was würde passieren, wenn ein Organismus im Meer „ausverkauft“ wäre?,
Forscher diskutieren, wie das sich ändernde Klima die Fütterungsverhältnisse im Meer verändern kann PLOS Biology Artikel “ Klimawandel könnte den Zusammenbruch der marinen Nahrungsnetze durch veränderte trophische Flüsse und Cyanobakterienproliferation vorantreiben.“Sie können einige traurige Nachrichten haben – das marine Food Web könnte zusammenbrechen. Und die Uhr tickt.
Heiße und Saure Meere?
Globale Kohlenstoffemissionen in den 1800er und 1900er Jahren. Klicken Sie für weitere Details.,
Wenn Sie in einem Maisfeld stehen, sehen Sie eine Maschine, die vorbeifährt und Mais von den Pflanzen pflückt. Eine Menge Arbeit, die früher von Hand erledigt wurde, wird jetzt mit Maschinen erledigt. Dieser Trend begann in den späten 1700er Jahren und stark von den 1900er Jahren erhöht. Die Zunahme der Maschinen und Stromverbrauch wurde die industrielle Revolution genannt. All diese Produktion hat eine Menge Luftverschmutzung ausgelöst.
Nach der industriellen Revolution stieg die Menge an Kohlendioxid (CO2) in der Luft drastisch an., Dieser Anstieg des CO2 verursachte viele Probleme in der heutigen Welt, darunter zwei große: Klimawandel und Ozeanversauerung. Aufgrund dieser Veränderungen werden unsere Ozeane wärmer und saurer. Wie wird sich dies auf die Beziehungen im Meer auswirken?
Ein Geschmack von trophischen Ebenen
Arten sind stark miteinander verbunden. Das sich ändernde Klima kann ihre Beziehungen verändern. Um zu verstehen, wie sich diese Beziehungen ändern, schauen wir uns an, wie wir Organismen in einem Nahrungsnetz teilen. Verschiedene Ebenen des Nahrungsnetzes oder der Nahrungskette werden als trophische Ebenen bezeichnet. „Trophisch“ bedeutet nur im Zusammenhang mit dem Essen., Schauen wir uns also die verschiedenen Essstufen eines Webs an.
Ein Nahrungsnetz zeigt die Fütterung, die Beziehungen zwischen den Organismen in der Kanadischen Arktis. Beachten Sie, dass einige Arten mehr als eine Nahrungswahl haben (z. B. Narwale essen Fisch (Kabeljau) und benthische oder Bodenbewohner, Wirbellose). Beachten Sie auch, dass einige Arten eine häufige Nahrungswahl für mehr als ein Raubtier sind (z. B. Kabeljau wird von Seevögeln, Robben und einigen Walen gefressen). Bild aus „der Aktuelle Stand und die Trends in der Kanadischen Arktis Marine Ökosysteme II,“ von Darnis et al.,, im Klimawandel. Klicken Sie zum Vergrößern.
Primärproduzenten (wie Pflanzen) sind auf trophischer Ebene eins. Sie verwenden Sonnenlicht, um Zucker herzustellen, um sich selbst zu ernähren. Die nächste Ebene hat Pflanzenfresser oder Pflanzenfresser. Dazu gehören große Tiere wie Hirsche und winzige Tiere wie Zooplankton. Die dritte Ebene wird von Tieren gefüllt, die andere Tiere essen. Zum Beispiel essen kleine Fische Zooplankton. Einige Nahrungsnetze haben ein höheres Niveau, mit Raubtieren, die Tiere von der Ebene unten essen.,
In diesen Fütterungsverhältnissen fließt die in Beute gespeicherte Energie zu Raubtieren über trophische Ebenen. Dies wird als trophische Strömung bezeichnet. Und weil jeder Organismus mehrere Nahrungsmöglichkeiten haben kann, wird ein Nahrungsnetz geschaffen, anstatt nur bestimmte Nahrungsketten.
Der Mensch ist Teil der marinen Nahrungsnetze, da Meeresorganismen wie Fische Teil unserer Ernährung sind. Milliarden von Menschen sind für fast ein Fünftel der tierischen Proteine, die sie essen, auf Fisch angewiesen. Angesichts einer solchen Abhängigkeit von marinen Nahrungsnetzen müssen wir verstehen, wie sich das sich ändernde Klima auf die Ozeane auswirken kann.,
Mini-Meereswelten studieren
Mesokosmen können an Land gebaut werden, um Wasser zu halten, oder sie können in der Meeresumwelt erstellt werden. Klicken Sie für mehr Details.
Die Forscher bauten 12 Mesokosmen, um zu untersuchen, wie sich das sich ändernde Klima auf marine Nahrungsnetze auswirkt. Das Wort “ Mesokosmen „kommt von zwei griechischen Wörtern: Meso– bedeutet“ mittel „und –cosm bedeutet“Welt“. Sie sind „mittlere Welten“, die Forscher bauen, mit Lebensräumen und Organismen im Inneren., Forscher können dann in diesen künstlichen Welten experimentieren. Für diese Studie hatten die Mesokosmen etwa die Größe eines Whirlpools, der etwa 1.800 Liter Wasser (fast 500 Gallonen) fasst.
Die Forscher teilten die Mesokosmen in vier Gruppen oder Behandlungen auf. In der ersten entsprachen sie den aktuellen Bedingungen im Ozean. Im zweiten Fall erhöhten sie den CO2-Wert auf 900 ppm („OA“ – Behandlung). Im dritten Fall erhöhten sie die Temperatur um 2,8°C („T“ – Behandlung). Und im letzten kombinierten sie diese CO2 – und Temperaturerhöhungen („HAFER“)., Sie nannten HAFER auch den“ Business-as-usual “ – Zustand, da hier unsere Umwelt im Jahr 2100 enden wird, wenn wir so viel verschmutzen wie jetzt.
Veränderte trophische Ströme: Straßenumleitungen
Die Forscher behandelten die Mesokosmen über vier Monate lang und maßen die Auswirkungen auf die Mengen an Pflanzen, Wirbellosen und Fischen. Sie wogen die Organismen auf verschiedenen trophischen Ebenen. Dann bestimmten sie den Energiefluss, indem sie die Gewichte zwischen den Ebenen verglichen.,
Wie haben die Behandlungen den Energiefluss zwischen den Ebenen des Nahrungsnetzes beeinflusst? Klicken Sie für mehr Details.
Zusammen verringerten Erwärmung und höherer Säuregehalt den Energiefluss von den Produzenten (trophische Stufe eins) zu den Pflanzenfressern (Stufe zwei). Die Erwärmung reduzierte auch den Energiefluss auf ein höheres trophisches Niveau. Es gab eindeutig einige Änderungen oder „Barrieren“, die den Energiefluss zwischen den trophischen Ebenen verlangsamten.,
Forscher fanden auch heraus, dass die Kombination von Erwärmung und Säure die gespeicherte Energie (bekannt als Biomasse) in den Produzenten erhöhte. Mehr Pflanzen? Es klingt nach guten Nachrichten, oder? Diese Kombination könnte jedoch die Biomasse bei höheren trophischen Niveaus verringern. Die Forscher fanden heraus, dass Organismen mit höheren trophischen Niveaus die zusätzliche Energie nicht nutzen konnten, obwohl es mehr Energie in ihnen gab. Aus diesem Grund wurde der Energiefluss zwischen den trophischen Ebenen reduziert.
Energie kann weder erzeugt noch zerstört werden., Energie in den Erzeugern muss woanders landen, wenn sie nicht für höhere trophische Niveaus verfügbar ist. Diese veränderten Energiepfade sind wie Straßenumleitungen in Ihrer Stadt. Die Spediteure können die Waren nicht effizient an die Empfänger liefern, und die Energie landet auf einer anderen Route.
Aber was macht das? Was sind die „Umleitungen“, die verhindern, dass sich diese Energie wie gewöhnlich durch das Nahrungsnetz bewegt?
Cyanobakterien übernehmen
Cyanobakterien (Blaualgen) sind Bakterien, die Sonnenlicht einfangen und Nahrung bilden. Sie sind Produzenten, in der ersten trophischen Ebene., Um jedoch nicht gegessen zu werden, setzen einige Cyanobakterien Toxine frei, die töten können. Aus diesem Grund bevorzugen die meisten Pflanzenfresser eine andere Nahrungswahl, Rasenalgen.
Wie haben Ozeanversauerung und-erwärmung Bakterien und Algen beeinflusst? Klicken Sie für mehr Details.
In dieser Studie fanden Forscher heraus, dass Cyanobakterien wuchs besser in wärmeren Gewässern. Aber Pflanzenfresser aßen diese Cyanobakterien nicht., Dies bedeutet, dass mehr Nahrung auf trophischer Ebene eins produziert wurde, aber die Energie nicht auf trophische Ebene zwei oder darüber hinaus floss.
In der Zwischenzeit mussten Fleischfresser mit höherem trophischen Gehalt mehr Pflanzenfresser fressen, da sie im wärmeren Wasser einen höheren Energiebedarf hatten. Pflanzenfresser wurden eingeklemmt; Sie aßen weniger, wurden aber mehr gegessen. Der Tod von Pflanzenfressern konnte das Nahrungsnetz schließlich nicht mehr unterstützen. Die Energie in ungeschlagenen Cyanobakterien baute sich an der Basis des Nahrungsnetzes auf, und Organismen auf höheren Ebenen hatten nicht genug Nahrung, um zu überleben.,
Kein Business as Usual mehr
Auf diese Weise könnte die zukünftige Erwärmung sehr wahrscheinlich dazu führen, dass marine Nahrungsnetze zusammenbrechen. Wenn man bedenkt, wie sehr wir von Fischen abhängig sind, ist das ein beängstigender Gedanke. Wenn wir unsere Wege nicht ändern und unsere Kohlenstoffemissionen reduzieren, sind unsere Ozeane möglicherweise bald weniger produktiv und lebendig als jetzt.
Weitere Bilder über Wikimedia Commons. Korallenriff von US Fish and Wildlife Service-Pazifische Region. Korallenriff am Leuchtturm von Holobionics.