Is-alger og planteplankton er næringsgrundlaget i det marine økosystem i Arktis.
Undersøgelserne fra Rijpfjorden viser, hvordan uvurderlige nøgle-arter på de nordlige breddegrader er nøje indstillet i forholdet til disse gruppers forårsopblomstring.
Sker der noget, som forskyder opblomstringen, for eksempel en reduktion af isdækket, kan det få uanede konsekvenser for resten af det sårbare arktiske økosystem.
Basis for alt liv i Arktis
Indtil nu har der ikke været mange undersøgelser af, hvordan et reduceret isdække påvirker de vigtigste marinbiologiske processer. Havisen spiller en stor rolle i forhold til primærproducenterne i det arktiske hav.
Den arktiske forårsopblomstring består af to kategorier af primærproducenter: is-alger som vokser i og på undersiden af havisen, og planteplankton som vokser i vandmasserne.
Dette er basis for livet i Arktis, og de eneste producenter af de vigtige omega-3 fedtsyrer, som også vi mennesker har behov for.
Forskere undersøger nu, hvordan forandringer i isdækket påvirker tidspunkt, kvantitet og kvalitet af forårsopblomstringen.
De ser også på, hvordan forandringer i isdækket kan påvirke tilstedeværelsen af vigtige planteædere, såsom vandlopper.
Til sammen danner disse organismer næringsgrundlaget for resten af fødekæden, helt op til isbjørne.
Det livsvigtige fedt
Is-algernes og planteplanktonets omega-3 produktion har toppe, som de arter af arktiske vandlopper, der lever af dem, drager effektivt nytte af.
Vandlopperne Calanus glacialis, Calanus finmarchicus og Calanus hyperboreus findes i enorme mængder i de nordlige have.
Om foråret og sommeren, når der er en stor produktion i havet og lys hele døgnet, æder disse små krebsdyr sig tykke og fede.
Den energi de indtager, oplagres i form af flydende fedt i en speciel fedtsæk. Den kan udgøre en meget stor del af selve dyret, når den er fuld. Calanus glacialis og Calanus hyperboreus kan indeholde op til 80 procent fedt, og er i stand til at overleve i op til to år uden at indtage føde.
Især Calanus glacialis har tilpasset sig til et liv i isdækkede sokkelområder, hvor den alene kan udgøre vægtmæssigt op mod 80-90 procent af dyreplanktonet.
Calanus glacialis er en af de vigtigste fødekilder for blandt andet grønlandshval, søkonge og polartorsk.
Eksplosiv fødeproduktion
Om foråret, når isen trækker sig tilbage og sollyset trænger ned i vandmasserne, sker der en enorm opblomstring af alger.
Så er vandmasserne fulde af næringsstoffer, og der er lyst næsten døgnet rundt. Mængden af planteplankton eksploderer og tilfører havet store mængder føde.
Alligevel er denne produktive periode på de høje arktiske strøg egentlig for kort til at understøtte en fuldstændig udvikling af vigtige planteædere i løbet af blot en sommer.
Dette skyldes en kombination af faktorer. Lave temperaturer forlænger udviklingstiden. Desuden fører isafsmeltningen til en kraftig lagdeling af vandmasserne, som forhindrer ny tilførsel af næringsstoffer til de øvre lag. Det giver en hurtig nedgang i væksten af planteplankton.
Calanus glacialis løser dette problem ved også at leve af is-alger. Is-algerne kan starte deres blomstring hele to måneder før planteplanktonet. Årsagen er, at de, i modsætning til planteplanktonet, kan klare at vokse selv under dårlige lysforhold.
Finindstillet
I løbet af det Internationale Polarår har det norske forskningsprojektet CLEOPATRA med forskere fra UNIS, Norsk Polarinstitut og Alfred Wegener Instituttet i Tyskland, brugt et fjordsystem på Svalbard til at følge udviklingen af is-alger og planteplankton.
De har observeret, hvordan forskellige nøgle-arter er finindstillede og koordinerede i forhold til opblomstring og produktion af omega-3-fedtsyrer.
Feltarbejdet fandt sted i Rijpfjorden i 2007, en fjord helt nord på Nordaustlandet (Svalbard), som er direkte forbundet med Polhavet. Dataindsamlingen skete både ved hjælp af et stationært hav-observatorium og regelmæssigt feltarbejde gennem vinteren, foråret og sommeren.
»Den første algeopblomstring - is-alger - skete sent i april, mens Rijpfjorden endnu havde et solidt isdække.«
»Den anden opblomstring - planteplankton - startede tidligt i juli, efter at isen på fjorden var smeltet.«
Det fortæller Janne Søreide, forsker ved Universitetscenteret på Svalbard (UNIS).
»Calanus glacialis livscyklus viste sig at være perfekt indstillet til disse to opblomstringer.«
»Calanus glacialis-hunner brugte den første opblomstring af isalger til at starte deres ægproduktion,« forklarer hun.
»Æggene nåede dermed at klækkes og udvikle sig til det larvestadie, hvor de begynder at spise, inden opblomstringen af planteplankton i juli, således at de kunne udnytte den anden opblomstring fuldt ud,« siger Søreide.
Reduceret isdække: store konsekvenser
Eftersom disse marine mekanismer er så fint indstillede, vil et reduceret isdække, både i form af udbredelse og tykkelse, have store konsekvenser for disse nøgle-arter, mener forskerne.
Mindre is vil resultere i tidligere isfrie farvande og tidligere opblomstring af planteplankton, samtidig med at isalgerne vil få en kortere blomstringsperiode.
Dette kan føre til, at reproduktionen og udviklingen hos de nøgle-arter, som lever af dem - såsom Calanus glacialis - er i fare for at komme ud af takt med forårsopblomstringen.
Det kan have negative konsekvenser for hele det arktiske marine økosystem, fra fisk og helt op til toppen af fødekæden, mener Søreide.
Vil have længere tidsserie
Fremtidig forskning vil koncentrere sig om at få en længere tidsserie med data om de vigtige biologiske processer som forskerne har undersøgt i Rijpfjorden.
»Ud over at undersøge alger og planteædere, vil vi udvide til også at studere én til to af nøgle-rovdyrene.«
»Vi vil også inkludere undersøgelser af, hvordan forandringer i tidspunkt, kvantitet og kvalitet i forårsopblomstringen også påvirker de rige bunddyrssamfund som findes i arktiske sokkelområder,« siger Søreide.
Rijpfjorden vil derfor blive et vigtig satsningsområde fremover. Det gælder også Billefjorden, en isdækket tærskelfjord inderst i Isfjorden som er lettere tilgængelig end Rijpfjorden.
Forskerne skal også se på biologiske processer, som foregår i løbet af polarnatten - noget som indtil nu er utroligt lidt udforsket.
© forskning.no. Oversat af Johnny Oreskov
