Σημεία παραγωγικότητας σε έναν ωκεανό που δεν έχει θρεπτικά συστατικά. Υψηλές αφθονίες ψαριών που τρώνε πλαγκτόν σε κοραλλιογενή ύφαλο Ινδο-Ειρηνικού. Zafer Kizilkaya, CC BY-SA

Ήταν Ο Κάρολος Δαρβίνος, σχεδόν 200 χρόνια πριν, ποιος ρώτησε για πρώτη φορά πώς θα μπορούσαν οι κοραλλιογενείς ύφαλοι να ανθίσουν σε σχετικά άγονα μέρη του Ειρηνικού Ωκεανού. Αυτό το αίνιγμα στη συνέχεια έγινε γνωστό ως Παράδοξο του Δαρβίνου.

Μια μελέτη που δημοσιεύτηκε αυτήν την εβδομάδα στο Nature Communications βοηθά στην απάντηση ακριβώς πώς μπορούν να υπάρχουν κοραλλιογενείς οάσεις σε ωκεάνιες ερήμους.

Η απλή εξήγηση είναι η παρουσία μικροσκοπικών υδρόβιων φυτών γνωστών ως φυτοπλαγκτόν. Η πιο περίπλοκη, επιστημονική απάντηση - που ρωτά γιατί τα κοραλλιογενή νησιά είναι τόσο παραγωγικά hotspots - είναι γνωστή ως το Island Mass Effect (IME).

Τα ευρήματα της νέας μελέτης παρέχουν στους επιστήμονες που μελετούν τη θαλάσσια αλιεία και τα ενδιαιτήματα σημαντικές γνώσεις για το πώς τα συστήματα των νησιών των κοραλλιογενών υφάλων μπορούν να είναι τόσο παραγωγικά, λειτουργώντας ως εστίες ποικιλίας ειδών που, με τη σειρά τους, βοηθούν στον πληθυσμό της αλιείας και παρέχουν παράκτια προστασία. Αυτή η γνώση μπορεί να βοηθήσει στην ενημέρωση των σχεδίων διαχείρισης των ωκεανών, ιδιαίτερα καθώς τα οικοσυστήματα ανταποκρίνονται στην κλιματική αλλαγή.Εικόνα του Island Mass Effect από τη νέα μελέτη που δημοσιεύθηκε στο Nature.

The Island Mass Effect (IME)

Το IME, για πρώτη φορά από τον βοτανολόγο του Πανεπιστημίου της Χαβάης Maxwell S. Doty και τους συναδέλφους του, είναι ένα φαινόμενο στο οποίο η ανάπτυξη του φυτοπλαγκτού ενισχύεται κοντά στα οικοσυστήματα των νησιωτικών υφάλων.

Μέχρι τώρα, όλες οι μελέτες που προσπαθούν να εξηγήσουν τους λόγους για το IME έχουν πραγματοποιηθεί σε μικρές, γεωγραφικά περιορισμένες περιοχές, όπως ένα μόνο νησί ή ομάδα κοραλλιογενών υφάλων.

Αυτό είναι όπου το Nature Communications Ο κύριος συγγραφέας του χαρτιού, Jamison Gove της Εθνικής Υπηρεσίας Ωκεανών και Ατμόσφαιρας (NOAA), και οι συνάδελφοί του μπαίνουν μέσα.

Η νέα τους μελέτη είναι η πρώτη που περιγράφει το ΙΜΕ σε κλίμακα ενός ολόκληρου ωκεανού και συζητά το ρόλο τόσο των φυσικών όσο και των ανθρώπινων πληθυσμών των νησιών στην ανάπτυξη του φυτοπλαγκτού.

Η ομάδα μέτρησε πόσο φυτοπλαγκτόν αναπτύχθηκε γύρω από μικρά νησιά και ατόλες με δύο τρόπους. Χρησιμοποίησαν δορυφορικές εικόνες για πάνω από μια δεκαετία και πραγματοποίησαν έρευνες βάσει πλοίων για να επαληθεύσουν ότι οι εκτιμήσεις της εικόνας τους ήταν σωστές.

Το ΙΜΕ βρέθηκε να είναι σχεδόν πανταχού παρόν, με το 91 τοις εκατό των κοραλλιογενών οικοσυστημάτων που μελετήθηκαν να καταδεικνύουν το φαινόμενο, μερικά δείχνουν 86% περισσότερη βιομάζα φυτοπλαγκτού σε σύγκριση με τις γειτονικές περιοχές του ωκεανού.

Με άλλα λόγια, τα φυτικά πλακούντα των κοραλλιογενών νησιών των κοραλλιών που περιβάλλονται από άγονα τοπία των ωκεανών ήταν σχεδόν παντού όπου η ομάδα έψαχνε.

Ο υψηλότερος ρυθμός ανάπτυξης φυτοπλαγκτού γύρω από τα νησιά των κοραλλιών προκαλείται από θρεπτικά συστατικά που προκύπτουν από την αποσύνθεση των υφάλων. ευημερία ψυχρότερα νερά πλούσια σε θρεπτικά συστατικά προς την επιφάνεια, τα αποτελέσματα ανάμειξης κυμάτων και ρευμάτων και καθίζηση από τη διάβρωση της ξηράς. Υπάρχουν επίσης απορροές που προέρχονται από τον άνθρωπο από τη γεωργία, την αστική ανάπτυξη και τις εισροές λυμάτων, οι οποίες προσθέτουν όλα τα θρεπτικά συστατικά στα παράκτια ύδατα.

Ποιος νοιάζεται για το IME ή το Παράδοξο του Δαρβίνου;

Το μικροσκοπικό φυτοπλαγκτόν παίζει σημαντικό ρόλο στη ζωή των ωκεανών.

Μετατρέποντας την ενέργεια του ήλιου σε φυτική ανάπτυξη, αποτελούν ουσιαστικό συστατικό στους ωκεανούς μας και καθοδηγούν τη δομή των ιστών τροφίμων και τελικά τις παγκόσμιες αποδόσεις αλιείας. Περισσότερο φυτοπλαγκτόν σημαίνει επίσης περισσότερους πόρους πλούσιους σε ενέργεια για σημαντικούς οργανισμούς οικοδόμησης υφάλων που καθορίζουν την αρχιτεκτονική των τροπικών κοραλλιογενών υφάλων, οι οποίοι παρέχουν προστασία στις γειτονικές ακτές.

Νησιά Νότιας Γραμμής. Υψηλή παραγωγικότητα σημαίνει μεγαλύτερη ανάπτυξη και κάλυψη κοραλλιών που προσφέρει παράκτια προστασία στα νησιά των νησιών και αυξημένη βιοποικιλότητα και αφθονία. Brian Zgliczynski - Scripps Institution of Oceanography, Σαν Ντιέγκο, ΚαλιφόρνιαΩστόσο, τα αυξημένα επίπεδα φυτοπλαγκτού δεν είναι πάντα καλά νέα. Έχουν αποδειχθεί ότι τα εξαιρετικά επίπεδα εμπλουτισμού θρεπτικών συστατικών από την απορροή που σχετίζονται με τη γεωργία και άλλες ανθρώπινες δραστηριότητες αύξηση της βιομάζας του φυτοπλαγκτού σε επίπεδα που μπορούν να προκαλέσουν την πλήρη αλλαγή των δομών του θαλάσσιου πληθυσμού. Τα υψηλά επίπεδα θρεπτικών συστατικών έχουν επίσης οδηγήσει σε μαζικές θνησιμότητες πιο ευαίσθητων, αλλά σημαντικών ειδών μαζί με την καταστολή της ανάπτυξης υφάλων.

Με την καλύτερη κατανόηση του ρόλου του ΙΜΕ και των επιπτώσεών του στην αλιεία, καθώς και τις αρνητικές επιπτώσεις του υψηλού εμπλουτισμού θρεπτικών συστατικών από τον άνθρωπο, τα νησιωτικά έθνη μπορούν να επικεντρώσουν τις προσπάθειες διατήρησης της θάλασσας στο να διασφαλίσουν ότι δεν θα υπερφορτώσουν τα τοπικά συστήματα υφάλων μετά από τέτοια σημεία ανατροπής.

Το μέλλον των κοραλλιογενών νησιών

Η κλιματική αλλαγή αναμένεται να αυξήσει τις θερμοκρασίες των ωκεανών, γεγονός που θα μειώσει τη χαμηλότερη παραγωγικότητα των ωκεανών αλλάζοντας τον τρόπο με τον οποίο οι ωκεανοί μας περιβάλλουν και αναμιγνύονται γύρω από τον πλανήτη. Το ΙΜΕ θα είναι επομένως ένα σημαντικό φαινόμενο που πρέπει να κατανοήσουμε καθώς αναπτύσσουμε σχέδια για την υποστήριξη των οικοσυστημάτων των κοραλλιογενών υφάλων στο μέλλον για να αποφύγουμε τις πιέσεις από τα θερμότερα νερά.

Για να εκμεταλλευτεί βιώσιμα την τροπική αλιεία και να συνεχίσει να βασίζεται σε κοραλλιογενείς υφάλους για την προστασία των ανθρώπινων πληθυσμών στην ακτή, η έρευνα θα πρέπει να επικεντρωθεί στην κατανόηση των διαδικασιών που καθιστούν τα κοραλλιογενή νησιά και τις ατολικές εστίες παραγωγικότητας. Πρέπει να εμβαθύνουμε σε ερωτήσεις που έθεσε ο Δαρβίνος πριν από 180 περίπου χρόνια, ενώ τις εφάρμοζε στους σημερινούς παγκόσμιους ωκεανούς και προέβλεψε μελλοντικές αλλαγές.

Αύξηση της παραγωγικότητας στην Palmyra Atoll, στο κέντρο του Ειρηνικού, το Island Mass Effect που προσφέρει τεράστιες αλιευτικές ανταμοιβές σε έναν κατά τα άλλα άδειο ωκεανό. Gareth J Williams, Σχολή Επιστημών Ωκεανών, Πανεπιστήμιο Bangor, Ηνωμένο Βασίλειο

Σχετικά με το Συγγραφέας