Η κλιματική αλλαγή δεν περιορίζεται στην αύξηση της θερμοκρασίας των ωκεανών ή στην άνοδο της στάθμης της θάλασσας· επηρεάζει και την ίδια τη διατροφική βάση της θαλάσσιας ζωής. Μια νέα επιστημονική μελέτη από το Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης (MIT) αποκαλύπτει ότι το φυτοπλαγκτόν, οι μικροσκοπικοί οργανισμοί που αποτελούν τη βάση της θαλάσσιας τροφικής αλυσίδας, γίνεται σταδιακά λιγότερο θρεπτικό, θυμίζοντας όλο και περισσότερο «γρήγορο φαγητό» (fast food).
Η έρευνα, η οποία δημοσιεύθηκε στο κορυφαίο περιοδικό «Nature Climate Change», δείχνει ότι καθώς οι θερμοκρασίες των ωκεανών αυξάνονται, το φυτοπλαγκτόν μεταβάλλει τη χημική του σύσταση: τείνει να περιέχει λιγότερες πρωτεΐνες και περισσότερους υδατάνθρακες και λιπίδια. Το φαινόμενο, που είναι εντονότερο στις πολικές περιοχές του πλανήτη, έρχεται με δυνητικά βαθιές επιπτώσεις για ολόκληρη τη θαλάσσια τροφική αλυσίδα, επηρεάζοντας όλους τους οργανισμούς, από τα μικροσκοπικά καρκινοειδή μέχρι τα μεγάλα ψάρια και, τελικά, τον άνθρωπο.
Πηγή πρωτεϊνών
Το φυτοπλαγκτόν εντοπίζεται στα επιφανειακά στρώματα των θαλασσών και αποτελεί την κύρια πηγή τροφής για τα κριλ (μικροσκοπικές «γαριδούλες»), τα θαλάσσια σαλιγκάρια, τα μικρά ψάρια και τις μέδουσες – οργανισμοί που με τη σειρά τους τρέφουν τους μεγαλύτερους θηρευτές. Αποτελεί δε τη σημαντικότερη πηγή πρωτεϊνών για αυτά τα θαλάσσια είδη. Είναι χαρακτηριστικό ότι πάνω από το μισό των κυττάρων των φυτοπλαγκτονικών οργανισμών αποτελείται από πρωτεΐνες, ενώ το υπόλοιπο κατανέμεται σε υδατάνθρακες και λιπίδια.
Οπως και τα φυτά στη στεριά, το φυτοπλαγκτόν φωτοσυνθέτει. Δηλαδή αξιοποιεί το ηλιακό φως για την παραγωγή φαγητού και ενέργειας. Στις πολικές όμως περιοχές, όπου η επιφάνεια της θάλασσας καλύπτεται από πάγο, το φως που φτάνει στο νερό είναι περιορισμένο και, κατά συνέπεια, δυσκολεύει τη φωτοσύνθεση. Για να επιβιώσει στο λιγοστό φως, το φυτοπλαγκτόν προσαρμόζεται παράγοντας περισσότερες φωτοσυνθετικές πρωτεΐνες, πράγμα που του επιτρέπει να αυξήσει την αποτελεσματικότητα της απορρόφησης του φωτός. Ετσι, στα παγωμένα μέρη του πλανήτη, το φυτοπλαγκτόν γίνεται ακόμα πιο πλούσιο σε πρωτεΐνες σε σύγκριση με αυτό άλλων περιοχών. Σύμφωνα όμως με τη νέα μελέτη, η άνοδος της θερμοκρασίας της θάλασσας απειλεί να αλλάξει τα παραπάνω δεδομένα.
Προσομοιάζοντας με το θαλάσσιο μέλλον
Οι ερευνητές του MIT επικεντρώθηκαν στις μεταβολές της σύστασης του φυτοπλαγκτού, εξετάζοντας τα επίπεδα πρωτεϊνών, υδατανθράκων και λιπιδίων – δηλαδή των θρεπτικών συστατικών που χρειάζεται ένας οργανισμός για να λειτουργεί σωστά. Για να καταλάβουν πώς η αύξηση της θερμοκρασίας επηρεάζει τη θρεπτική αξία του φυτοπλαγκτού, οι ερευνητές βασίστηκαν σε δεδομένα από πειράματα που έγιναν στο Πανεπιστήμιο Νταλχάουζι στον Καναδά. Διαπίστωσαν ότι η θερμοκρασία, το φως και τα θρεπτικά στοιχεία του νερού αλλάζουν την αναλογία μεταξύ πρωτεϊνών και υδατανθράκων. Βασιζόμενοι σε αυτά τα στοιχεία, δημιούργησαν ένα υπολογιστικό μοντέλο, ικανό να προσομοιώνει το πώς τα φυτά αναπροσαρμόζουν τη σύνθεσή τους υπό διαφορετικές συνθήκες, όπως η θερμοκρασία του νερού, η διαθεσιμότητα του φωτός και η παρουσία θαλάσσιου πάγου. Οι ερευνητές συνδύασαν έπειτα το μοντέλο τους με ένα δεύτερο, προϋπάρχον υπολογιστικό μοντέλο του ΜΙΤ, το οποίο περιγράφει την κυκλοφορία και τη δυναμική των ωκεανών. Με αυτόν τον τρόπο, κατάφεραν να προβλέψουν πώς οι μικροσκοπικοί αυτοί οργανισμοί θα αλλάξουν τη θρεπτική τους σύνθεση σε διάφορες περιοχές του πλανήτη καθώς η Γη συνεχίζει να θερμαίνεται.
Τα αποτελέσματα της προσομοίωσης κατέστησαν σαφές ότι εάν οι εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου συνεχιστούν μέχρι το 2100, η θρεπτική σύσταση της θάλασσας θα αλλάξει ριζικά. Στις πολικές περιοχές, η θερμοκρασία της θαλάσσιας επιφάνειας αναμένεται να αυξηθεί και η έκταση του πάγου να μειωθεί δραστικά. Υπό αυτές τις συνθήκες, το φυτοπλαγκτόν θα «αναπροσαρμόσει» τη βιοχημεία του: δεν θα χρειάζεται πλέον κάποιες πρωτεΐνες για την επιβίωσή του και θα εξοικονομεί ενέργεια αποφεύγοντας την παραγωγή τους. Η περιεκτικότητα σε πρωτεΐνη θα μειωθεί έως και 30%, ενώ θα αυξηθούν οι υδατάνθρακες και τα λιπίδια. Συνολικά, η αναλογία πρωτεϊνών προς άλλες ουσίες αναμένεται να μεταβληθεί κατά περίπου 20%. Οι επιστήμονες δεν βασίστηκαν μόνο σε μοντέλα πρόβλεψης, αλλά εξέτασαν και δεδομένα, τα οποία αφορούσαν πραγματικά δείγματα φυτοπλαγκτού που συλλέχθηκαν τις τελευταίες δεκαετίες στην Αρκτική και την Ανταρκτική, τα οποία έδειξαν ότι η τάση προς αυξημένους υδατάνθρακες και λιπίδια έχει ήδη ξεκινήσει. Με άλλα λόγια, το μέλλον που προβλέπουν τα μοντέλα έχει ήδη αρχίσει να αποτελεί πραγματικότητα.
Οπως χαρακτηριστικά αναφέρει η κύρια συγγραφέας της μελέτης Σλομίτ Σαρόνι (Shlomit Sharoni), «στους πόλους κινούμαστε προς έναν “ωκεανό γρήγορου φαγητού”». Το σχόλιο περιγράφει εύστοχα την υποβάθμιση της διατροφικής ποιότητας του φυτοπλαγκτού: όπως το «γρήγορο φαγητό» είναι πλούσιο σε ενέργεια αλλά φτωχό σε θρεπτικά συστατικά, έτσι και οι υδατάνθρακες παρέχουν εύκολη ενέργεια, αλλά υστερούν σε σχέση με τις πρωτεΐνες ως προς τη θρεπτική τους αξία. Αυτό μπορεί να έχει αλυσιδωτές επιπτώσεις σε ολόκληρη τη θαλάσσια τροφική αλυσίδα, επηρεάζοντας από το ζωοπλαγκτόν μέχρι τα ψάρια και τελικά τα οικοσυστήματα που εξαρτώνται από αυτά. «Με βάση αυτή την πρόβλεψη, η διατροφική σύνθεση της επιφάνειας των ωκεανών θα φαίνεται πολύ διαφορετική μέχρι το τέλος του αιώνα» συμπληρώνει η Σαρόνι.
Μείωση πληθυσμών έως 50%
Πέρα από την τήξη των πάγων και την αυξημένη ηλιακή ακτινοβολία στην επιφάνεια της θάλασσας, η κλιματική αλλαγή αναμένεται να επηρεάσει το φυτοπλαγκτόν με πολλούς τρόπους. Στις υποτροπικές και εύκρατες ζώνες οι πληθυσμοί του μπορεί να μειωθούν έως και 50%. Σε αυτές τις περιοχές οι οργανισμοί πιθανότατα θα μετακινηθούν προς βαθύτερα νερά, όπου τα θρεπτικά στοιχεία είναι περισσότερα, αλλά το φως λιγότερο, γεγονός που πιθανόν θα τους ωθήσει να παράγουν περισσότερες πρωτεΐνες, όπως συμβαίνει σήμερα στις πολικές περιοχές. Το αποτέλεσμα είναι ένα πολύπλοκο και ανομοιογενές μοτίβο αλλαγών που διαφέρει από περιοχή σε περιοχή.
Παρά τα σαφή ευρήματα, οι επιστήμονες τονίζουν ότι δεν είναι ακόμη ξεκάθαρο το πώς ακριβώς θα μεταφερθούν αυτές οι αλλαγές σε ολόκληρη την τροφική αλυσίδα. Οργανισμοί που βασίζονται σε πρωτεΐνες για την ανάπτυξή τους μπορεί να δυσκολευτούν να επιβιώσουν ή να αναπαραχθούν. Αντίθετα, είδη που μπορούν να αποθηκεύουν ενέργεια υπό μορφή λίπους ίσως επωφεληθούν. Το κρίσιμο ερώτημα είναι το πώς αυτές οι αλλαγές θα επηρεάσουν τελικά τα μεγάλα ψάρια, τα θαλάσσια θηλαστικά, την αλιεία και τελικά τον άνθρωπο.
