Osnova mreže morske hrane na Arktiku, fitoplankton, reaguje na toplotne talase mnogo drugačije nego na stalno povišene temperature. Ovo je otkriveno prvim ciljanim eksperimentima na ovu temu, koji su nedavno sprovedeni na AVIPEV stanici Instituta Alfred Vegener. Ponašanje fitoplanktona prvenstveno zavisi od faza hlađenja nakon ili između toplotnih talasa, kao što je prikazano u studiji koja je upravo objavljena u časopisu Science Advances.
Toplotni talasi, koje smo sve češće viđali širom sveta poslednjih godina, takođe postaju sve češći na Arktiku. Tokom toplotnog talasa, ne samo vazduh, već i okean postaje topliji — temperatura je znatno viša od sezonske srednje vrednosti najmanje pet uzastopnih dana. Ali kako ove kratkoročne temperaturne fluktuacije utiču na polarne organizme ostaje uglavnom nejasno.
Da bi rasvetlio ovaj aspekt, tim predvođen dr Klarom Volf (Univerzitet u Hamburgu i Konstancu) i dr Bjorn Rostom sa Instituta Alfred Vegener, Helmholc centar za polarna i morska istraživanja (AVI) sada je koristio eksperimente da istraži kako jednoćelijske alge, fitoplankton, reagovale su na ove ekstremne događaje. S obzirom na ulogu fitoplanktona kao osnove morske mreže hrane, promene u njemu mogle bi da odjekuju kroz ceo arktički ekosistem.
U eksperimentima inkubacije na stanici AVIPEV na Svalbardu, istraživači su dozvolili prirodnim zajednicama fitoplanktona iz obližnjeg Kongsfjordena da rastu 20 dana pod različitim uslovima – normalnim i povećanim, ali konstantnim temperaturama (2 ° C, 6 ° C, 9 ° C).
Poređenja radi, izložili su fitoplankton ponovljenim toplotnim talasima različitog intenziteta (6°C, 9°C), od kojih je svaki trajao pet dana sa trodnevnom fazom hlađenja na srednjoj sezonskoj temperaturi (2°C) između. Različiti tipovi uzoraka su sakupljeni u definisanim intervalima kako bi se okarakterisali fiziološki odgovori i sve potencijalne promene vrste.
„Pod stabilnim temperaturama, čak i ekstremno povećanje od +7° C dovelo je do ubrzanog rasta i veće produktivnosti, sa iznenađujuće malim promenama u sastavu vrsta, čak i tokom nedelja“, kaže Volf u vezi sa rezultatima eksperimenata.
„Nasuprot tome, efekti toplotnih talasa su znatno složeniji i ne prate isti obrazac. To implicira da se naše znanje o konstantnom porastu temperature ne može lako primeniti na ove kratkoročne tople faze, koje obično traju samo nekoliko dana. .“
Jedan od razloga za razliku je očigledno taj što ne samo izlaganje povišenim temperaturama ima veliki uticaj na produktivnost, već i, posebno, faze hlađenja nakon ili između toplotnih talasa – i vrlo malo se zna o ovim efektima.
„Tek počinjemo da stičemo mehaničko razumevanje o tome kako toplotni talasi mogu da utiču na polarne regione“, kaže biolog AVI Rost. „Naša studija predstavlja važan prvi korak i pokazuje koje aspekte toplotnih talasa i koje procese vezane za fitoplankton treba da bolje pogledamo. Osim toga, naša studija pokazuje da ono što znamo o procesima i efektima stalno viših temperatura može ne treba jednostavno primeniti jedan na jedan.“
U stvari, scenariji koji uključuju fluktuirajuće temperature mogu proizvesti širok spektar efekata, zbog čega je predviđanje njihovih implikacija komplikovanije nego za kontinuirano zagrevanje.
Shodno tome, da bi se razvile bolje projekcije i modeli o tome kako će se primarna proizvodnja i arktički ekosistem promeniti kao odgovor na klimatske promene, neće biti dovoljno istražiti efekte srednjih temperatura; efektima temperaturnih fluktuacija treba posvetiti više pažnje. Dok stabilno zagrevanje do određene temperature povećava produktivnost, neki toplotni talasi je mogu smanjiti, dok je drugi povećavaju.
Bolje razumevanje efekata promenljivih temperatura, posebno faza hlađenja, je stoga od suštinskog značaja za poboljšanje prognoza o potencijalnim promenama biodiverziteta. Istraživanja o fitoplanktonu su stoga najvažnija, jer promene u osnovi mreže hrane mogu uticati na sve više trofičke nivoe, sve do ribarstva.
