Isalger og planteplankton er næringsgrunnlaget i det marine økosystemet i Arktis.

Undersøkelsene i Rijpfjorden viser hvordan uvurderlige nøkkelarter på nordlige breddegrader er nøye innstilt i forhold til disse gruppenes våroppblomstring.

Skjer det noe som forskyver oppblomstringen, for eksempel en reduksjon av isdekket, kan det få uante konsekvenser for resten av det sårbare arktiske økosystemet.

Basis for alt liv i Arktis

Inntil nå har det vært få undersøkelser av hvordan redusert isdekket påvirker de viktigste marinbiologiske prosessene. Sjøisen spiller en stor rolle i forhold til primærprodusentene i det arktiske hav.

Den arktiske våroppblomstringen består av to kategorier av primærprodusenter: isalger som vokser i og på undersiden av sjøisen og planteplankton som vokser i vannmassene.

Dette er basisen for livet i Arktis, og de eneste produsentene av de viktige omega-3 fettsyrene som også trengs av oss mennesker.

Forskere studerer nå hvordan endringer i isdekke påvirker tidspunkt, kvantitet og kvalitet av våroppblomstringen.

De ser også på hvordan endringer i isdekket kan påvirke tilstedeværelsen av viktige beitedyr som hoppekreps.

Til sammen danner disse organismene næringsgrunnlaget for resten av næringskjeden, helt opp til isbjørn.

Det livsviktige fettet

Isalgenes og planteplanktonets omega-3 produksjon har topper som beitende hoppekrepsarter effektivt nyttiggjør seg av.

Hoppekrepsene Calanus glacialis (ishavsåte), Calanus finmarchicus (raudåte) og Calanus hyperboreus (feitåte) finnes i enorme mengder i de nordlige hav.

Om våren og sommeren, når det er stor produksjon i havet og lyst hele døgnet, spiser disse små krepsdyrene seg gode og feite.

Energien de får i seg lagres i form av flytende fett i en egen fettsekk. Den kan utgjøre en meget stor del av selve dyret når den er full. Ishavsåte og feitåte kan inneholde opp til 80 prosent fett, og er i stand til å overleve opp til 2 år uten å spise.

Ishavsåta har spesielt tilpasset seg til et liv i isdekte sokkelområder hvor den alene kan utgjøre vektmessig opp mot 80-90 prosent av dyreplanktonet.

Ishavsåta er en av de viktigste fødeartene for blant annet grønlandshval, alkekonge og polartorsk.

Eksplosiv matproduksjon

Om våren, når isen trekker seg tilbake og sollyset trenger ned i vannmassene, skjer det en enorm oppblomstring av alger.

Da er vannmassene fulle av næringsstoffer, og det er lyst nesten døgnet rundt. Planteplanktonet eksploderer og tilfører havet store mengder mat.

Likevel er denne produktive perioden i høyarktiske strøk egentlig for kort til en fullstendig utvikling av viktige beitere i løpet av bare en sommer.

Dette skyldes en kombinasjon av faktorer. Lave temperaturer forlenger utviklingstiden. I tillegg fører issmeltingen til en sterk lagdeling av vannmassene som forhindrer ny tilførsel av næringsstoffer til de øvre lag. Det gir en rask nedgang i planteplanktonveksten.

Ishavsåta løser dette problemet ved å også beite på isalger. Isalger kan starte sin blomstring hele to måneder før planteplanktonet. Årsaken er at de, i motsetning til planteplanktonet, klarer å vokse under selv dårlige lysforhold.

Fininnstilling

I løpet av det Internasjonale Polaråret har det norske forskningsprosjektet CLEOPATRA med forskere fra UNIS, Norsk Polarinstitutt og Alfred Wegener Instituttet i Tyskland, brukt et fjordsystem på Svalbard til å følge utviklingen av isalger og planteplankton.

De har observert hvordan forskjellige nøkkelarter er fininnstilte og koordinerte i forhold til oppblomstring og produksjon av omega-3-fettsyrer.

Feltarbeidet skjedde i Rijpfjorden i 2007, en fjord helt nord på Nordaustlandet (Svalbard) som er direkte forbundet med polhavet. Datainnsamlingen skjedde både ved hjelp av et stasjonært havobservatorium og regelmessig feltarbeid gjennom vinteren, våren og sommeren.

- Den første algeoppblomstringen - isalger - skjedde sent i april, mens Rijpfjorden ennå hadde et solid isdekke.

- Den andre oppblomstringen - planteplankton - startet tidlig i juli, etter at fjordisen hadde smeltet.

Det forteller Janne Søreide, forsker ved Universitetssenteret på Svalbard (UNIS).

- Ishavsåtens livssyklus viste seg å være perfekt innstilt til disse to oppblomstringene.

- Ishavsåte-hunner brukte den første oppblomstringen av isalger til å starte eggproduksjon.

- Eggene rakk dermed å klekke og utvikle seg til det larvestadiet hvor de begynner å spise innen planteplanktonoppblomstringa i juli, slik at de fikk utnyttet den andre oppblomstringa fullt ut, sier Søreide.

Redusert isdekke: store konsekvenser

Siden disse marine mekanismene er så fininnstilte, vil et redusert isdekke, både i form av utbredelse og tykkelse, ha store konsekvenser for disse nøkkelartene, mener forskerne.

Mindre is vil resultere i tidligere isfrie farvann og tidligere oppblomstring av planteplankton, samtidig som isalgene vil få en kortere blomstringsperiode.

Dette kan føre til at reproduksjon og utvikling hos beitende nøkkelarter - slik som ishavsåte - står i fare for å komme i utakt med våroppblomstringa.

Det kan ha negative konsekvenser for hele det arktiske marine økosystem, fra fisk og helt opp til toppen av næringskjeden, mener Søreide.

Vil ha lengre tidsserie

Framtidig forskning vil konsentrere seg om å få en lengre tidsserie med data om de viktige biologiske prosessene som forskerne har studert i Rijpfjorden.

- I tillegg til å studere alger og beitere, vil vi utvide til og også studere én til to nøkkelpredatorer.

- Vi vil også inkludere studier av hvordan forandringer i tidspunkt, kvantitet og kvalitet i våroppblomstringen også påvirker det rike bunndyrsamfunnet som fins i Arktiske sokkelområder, sier Søreide.

Rijpfjorden vil derfor bli et viktig satsingsområde fremover. Det gjelder også Billefjorden, en isdekket terskelfjord innerst i Isfjorden som er lettere tilgjengelig enn Rijpfjorden.

Forskerne skal også se på biologiske prosesser som foregår i løpet av polarnatta – noe som hittil er svært lite kjent.

Referanse/lenker:

Janne Søreide, Eva Leu, Jørgen Berge, Martin Graeve, Stig Falk-Pettersen: Timing of blooms, algal food quality and Calanus glacialis reproduction and growth in a changing Arctic; Global Change Biology (2010), doi: 10.1111/j.1365-2486.2010.02175.x.

Mer informasjon om forskningsprosjektet CLEOPATRA (Climate effects on planktonic food quality and trophic transfer in Arctic marginal ice zone)