Het verdwijnen van zee-ijs in de poolgebieden door opwarming van de aarde verandert niet alleen de hoeveelheid licht die de oceaan indringt, maar ook de kleur ervan. Dit kan vergaande gevolgen hebben voor fotosynthetische organismen zoals ijsalgen en fytoplankton. Dat blijkt uit nieuw onderzoek gepubliceerd in Nature Communications, uitgevoerd onder leiding van marien biologen Monika Soja-Woźniak en Jef Huisman van de Universiteit van Amsterdam.
In deze studie bestudeerden onderzoekers van de Universiteit van Amsterdam, de Vrije Universiteit Amsterdam en de Deense Aarhus University hoe het smelten van zee-ijs het licht onder water verandert. Zee-ijs en zeewater verschillen namelijk fundamenteel in de wijze waarop ze zonlicht doorlaten. Zee-ijs verstrooit het licht sterk, waardoor veel licht wordt teruggekaatst. Het weinige licht dát doordringt, bevat onder het ijs nog bijna alle kleuren; een breed spectrum blijft behouden. Zeewater daarentegen absorbeert het rode en groene deel van het lichtspectrum, en laat blauw licht veel dieper doordringen.
Ecologische implicaties
Gevolg is dat wanneer zee-ijs plaatsmaakt voor open water, het doorgelaten lichtspectrum verschuift van een brede waaier aan kleuren naar enkel blauw. Fotosynthetische organismen zoals fytoplankton en cyanobacteriën, die zonlicht gebruiken om CO2 om te zetten in glucose, kunnen hierdoor voor een nieuw probleem worden gesteld. Deze organismen hebben namelijk fotosynthesepigmenten ontwikkeld die optimaal aangepast zijn aan de specifieke lichtkleuren die zij tot hun beschikking hebben (hun eigen ‘spectrale niche’).
“De fotosynthesepigmenten van algen onder het ijs zijn geëvolueerd om optimaal gebruik te maken van het weinige licht dat doordringt door ijs en sneeuw”, legt Monika Soja-Woźniak uit. “Wanneer het ijs smelt, komen ze opeens in een blauwe wereld terecht, waar deze organismen minder goed op zijn afgestemd.”
Survival of the fittest
Deze verandering in lichtsamenstelling zou kunnen leiden tot het floreren van soorten die goed gedijen bij de nieuwe omstandigheden. Algensoorten die gespecialiseerd zijn in fotosynthese met blauw licht, kunnen dan een sterk concurrentievoordeel krijgen ten opzichte van de ijsalgen.
Volgens Jef Huisman, hoogleraar aquatische microbiële ecologie, kan deze dynamiek verstrekkende gevolgen hebben. “Fotosynthetische algen vormen de basis van het Arctisch voedselweb. Veranderingen in hun productiviteit of soortensamenstelling kunnen doorwerken naar andere soorten in de voedselketen, zoals vissen, zeevogels en zeezoogdieren. Bovendien levert fotosynthese een belangrijke bijdrage aan de natuurlijke opname van CO2 door de oceanen.”
Het smelten van de poolkappen kan dus, behalve zeespiegelstijging, ook verschuivingen in cruciale biologische processen zoals fotosynthese veroorzaken. De resultaten benadrukken de noodzaak om in klimaatscenario’s en voorspellingen meer aandacht te besteden aan het lichtspectrum en fotosynthese, vooral in poolgebieden waar de snelheid van klimaatverandering ongekend hoog is.
