Klimaforhold spiller en betydelig rolle i reproduksjonssuksessen til moden kvinnelig antarktisk krill og er en faktor i svingninger i bestanden som oppstår hvert femte til syvende år, har en ny studie fra Oregon State University funnet.
Miljøfaktorer, inkludert storskala klimamønstre som påvirker tilgjengeligheten av mat, påvirker hunnenes generelle helse i gytesesongen. Mens disse klimamønstrene er naturlige, trender de varmere og mer intense på grunn av klimaendringer, noe som sannsynligvis vil ha en negativ innvirkning på krillbestanden, sa Kirsten Steinke, en doktorgradsstudent som jobber med biologisk oseanograf Kim Bernard ved Oregon State.
"Denne økologisk viktige arten fungerer som basen for næringsnettet på den antarktiske halvøya, og støtter alt fra hvaler til pingviner til sjøfugler," sa Steinke, studiens hovedforfatter. "Å forstå sammenhengen mellom miljøet og befolkningens helse er avgjørende for å forutsi fremtidige demografiske mønstre og reaksjoner på klimaendringer i krillbestanden."
Funnene ble nylig publisert i tidsskriftet Marine Ecology Progress Series. Medforfattere er Bernard, en førsteamanuensis ved OSUs College of Earth, Ocean, and Atmospheric Sciences; og Robin M. Ross og Landgon B. Quetin ved University of California, Santa Barbara.
Antarktisk krill, også kjent som Euphausia superba, er en type dyreplankton som kan leve fem til syv år og vokse til en lengde på litt mer enn to tommer.
Den vestlige antarktiske halvøya er hjemsted for en betydelig del av antarktisk krillbiomasse. Det er også her hoveddelen av krillfisket foregår; det er det største fisket i Sørishavet, med anslagsvis 313 000 tonn høstet i 2018. Krill brukes som fôr til oppdrettsanlegg og som kilde til kosttilskudd som omega-3-olje.
"Denne regionen er kritisk viktig fordi den er både et populært fiskested og et av de største stedene for gyting av krill, og den varmes også opp raskere enn andre deler av Antarktis," sa Steinke. "Det har vært en bemerkelsesverdig poleward sammentrekning av befolkningen og en nedgang i befolkningsstørrelse de siste årene."
Tidligere forskning har vist at krillbestanden i Antarktis svinger i en fem- til syv-års syklus. Fokuset for denne nye forskningen var å bedre forstå faktorene som påvirker befolkningssvingningene.
"Du har en tendens til å se to år med høy rekruttering av krill, noe som betyr en høy andel ung krill i befolkningen, og deretter et krasj, og så begynner befolkningen å ta seg opp igjen," sa Bernard, som har brukt betydelig tid i Antarktis for å studere krill, inkludert en vinter på Palmer Station med Steinke."Å forstå hva som driver den syklusen er avgjørende."
Ved bruk av krillpopulasjonsdata fra 1993 til 2008 fant forskerne en sammenheng mellom tilstanden til hunnkrillen i reproduktiv alder under gytesesongen og andelen ung krill året etter; da voksne hunner var i bedre kondisjon, var det flere yngel i bestanden det neste året.
Graden av krillens reproduktive produksjon påvirkes av lengden på gytesesongen, batchstørrelse per hunn per gytehendelse, antall modne hunner i populasjonen, tilstedeværelsen av eldre modne hunner i populasjonen, eller en kombinasjon av de tingene.
Forskerne fant også at fluktuasjoner i storskala klimamønstre og sesongvariasjoner i klimaet er de dominerende drivkreftene for helsen til moden hunnkrill i gytesesongen.
Klimaet på den vestlige antarktiske halvøya er primært drevet av Southern Annual Mode, eller SAM, og den multivariate El Ni ñ o Southern Oscillation Index, eller MEI. Begge disse klimamønstrene har evnen til å påvirke tilgjengeligheten av mat for antarktisk krill, og spesielt ressursene for de modne hunnene.
SAM og MEI er naturlige klimamønstre, men de endrer seg etter hvert som planeten varmes opp. Spesielt SAM har vært positiv, noe som betyr at den har vært varmere og mer intens. Den positive fasen forventes å fortsette under klimaendringene, sa Bernard.
"SAM ble funnet å være veldig viktig for å drive helsen til kvinnelig krill," sa hun. "Som SAM fortsetter å trende positivt, vil det fortsette å bli varmere, og det antyder en negativ effekt på den generelle tilstanden til hunnkrill under gytesesongen."
Forskerne fant også at sesongvariasjoner i SAM og MEI kan påvirke helsen til moden kvinnelig krill. Det er sannsynligvis på grunn av måten SAM og MEI er kjent for å påvirke miljøforholdene, sa Bernard. Generelt sett har varmere forhold en tendens til å ha en negativ innvirkning på helsen til kvinnelig krill i reproduktiv alder, men disse virkningene kan variere avhengig av årstiden de oppstår.
Å forstå disse nyansene kan hjelpe fiskeriforv altere med å ta avgjørelser når forholdene om våren, høsten eller vinteren fører til en mindre ideell gytesesong. Forskningen understreker viktigheten av å vurdere virkningen av klimaendringer som en del av fiskeriforv altningen for antarktisk krill, sa Bernard.
"Det er veldig viktig å begynne å inkludere klimaendringer som en del av planen," sa Bernard. "Antarktisk krill er en super unik og fascinerende art. Så mange rovdyr lever av dem. Hvis du har en kollaps av krillbestanden, vil du sette alle disse bestandene i fare."
Adélie-pingviner, for eksempel, livnærer seg av den modne kvinnelige krillen, fordi de er rike på lipider, en ernæringsmessig fordel som hjelper pingvinkyllinger å overleve det første året.
"Hvis det er mange moden hunnkrill, kan ungene bulke opp og overleve vinteren," sa Bernard. "Men Adélie-pingvinbestanden har stupt på de nordlige delene av den antarktiske halvøya de siste årene, delvis på grunn av endringer i krillbestanden."
