Pteropoden vormen dunnere schelpjes in koudere wateren met een hogere zuurgraad
31 januari 2021
De kleine in de open oceaan rondzwemmende zeeslakjes, pteropoden, worden algemeen beschouwd als indicatoren voor oceaanverzuring, omdat hun fragiele schelpjes gevoelig zijn voor de effecten van voortschrijdende verzuring van het zeewater.
Pteropoden zijn rijk aan vetten en vormen daarmee een belangrijke voedselbron voor uiteenlopende organismen, van andere soorten plankton tot jonge zalmen en walvissen. Ze maken schelpjes door met calciumcarbonaat uit het zeewater een exoskelet te vormen. Ze worden ook wel zeevlinders genoemd, als verwijzing naar de manier waarop ze fladderend met hun ‘vleugeltjes’ door de waterkolom zwemmen.
CO2-rijke wateren
Langs de kust brengt opwellend water uit diepere waterlagen koud, CO2-rijk water met een relatief lage pH-waarde naar de oppervlakte. Het onderzoek onder leiding van een team van Nederlandse en Amerikaanse wetenschappers wees uit dat de schelpjes van pteropoden die in dit opwellingsgebied werden verzameld, 37 procent dunner waren dan de exemplaren die verder uit de kust werden verzameld.
‘Pteropoden blijken dunnere schelpjes te vormen waar opwelling kouder water met een lagere pH-waarde naar de oppervlakte brengt,’ zegt hoofdauteur Lisette Mekkes, als promovendus verbonden aan het Instituut voor Biodiversiteit en Ecosysteem Dynamica (IBED) van de Universiteit van Amsterdam en het Naturalis Biodiversity Center. Mekkes voegt hier nog aan toe dat, hoewel sommige schelpjes ook tekenen van oplossing vertoonden, vooral de verandering in schelpdikte opvallend was. Daaruit blijkt dat pteropoden in verzuurd water minder goed in staat zijn om schelpen te vormen.
Onderzoeksreis
De wetenschappers onderzochten de schelpjes van pteropoden die in 2016 zijn verzameld tijdens de onderzoeksreis van het NOAA Ocean Acidification Program in het noordelijke California Current Ecosystem. De schelpdikte van tachtig van deze piepkleine zeediertjes – niet groter dan een speldenknop – werd geanalyseerd met 3D-scans op basis van computergestuurde tomografie (CT) op micrometerschaal, een röntgentechniek met hoge resolutie.
Daarnaast onderzochten de wetenschappers de schelpjes ook met een rasterelektronenmicroscoop, om te bepalen of dunnere schelpjes het gevolg waren van oplossing. Ook maakten ze gebruik van DNA-analyse om er zeker van te zijn dat onderzochte specimens tot één populatie behoorden.
‘Het schelpje beschermt pteropoden tegen predatie en infectie, maar de vorming van dunnere schelpjes zou ook een aanpassings- of acclimatiseringsstrategie kunnen zijn,’ zegt Katja Peijnenburg, onderzoekswetenschapper van de UvA en het Naturalis Biodiversity Center. ‘Een belangrijke vraag is echter hoe lang pteropoden dunnere schelpjes kunnen blijven maken in snel verzurende wateren.’
Oceaanverzuring
Het California Current Ecosystem langs de Amerikaanse westkust is extra kwetsbaar voor oceaanverzuring, omdat het niet alleen CO2 uit de atmosfeer opneemt, maar ook te maken heeft met de seizoensgebonden opwelling van CO2-rijk water uit de diepzee. In recente jaren zijn deze wateren steeds corrosiever geworden, doordat steeds grotere hoeveelheden CO2 uit de atmosfeer door de oceaan worden geabsorbeerd.
‘Ons onderzoek laat zien dat pteropoden die door de stroming vanuit de open oceaan naar meer corrosieve wateren langs de kust worden gebracht, binnen twee tot drie maanden moeite krijgen met het opbouwen van hun schelpje,’ zegt Nina Bednaršek, onderzoekswetenschapper verbonden aan het Southern California Coastal Water Research Project in Costa Mesa, Californië, en medeauteur van het onderzoek.
Volgens wetenschappers heeft de wereldwijde oceaan in de afgelopen tweeënhalve eeuw zo’n 620 miljard ton CO2 opgenomen uit emissies in de atmosfeer, veroorzaakt door verbranding van fossiele brandstoffen, veranderend landgebruik en cementproductie, uitmondend in een proces dat we oceaanverzuring noemen.
‘Door het nieuwe onderzoek krijgen we meer inzicht in hoe pteropoden en andere microscopische organismen actief worden beïnvloed door de voortschrijdende oceaanverzuring en hoe deze veranderingen van invloed kunnen zijn op de mondiale koolstofcyclus en ecologische gemeenschappen,’ zegt Richard Feely, verbonden aan het NOAA Pacific Marine Environmental Laboratory en hoofdwetenschapper van de onderzoeksreis.
Dit onderzoek is mogelijk gemaakt met steun van de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek en het NOAA Ocean Acidification Programme.
Publicatie details
Lisette Mekkes, Willem Renema, Nina Bednaršek, Simone R. Alin, Richard A. Feely, Jef Huisman, Peter Roessingh & Katja T. C. A. Peijnenburg: ‘Pteropods make thinner shells in the upwelling region of the California Current Ecosystem,’ in Scientific Reports (2021). DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-021-81131-9