https://frosthead.com

Robotschelpdieren kunnen ons vertellen over de impact van klimaatverandering op mariene soorten

Buiten in een bed van mosselen, voor de kust van Monterey in Californië, in een bij eb blootgestelde ruimte, knipperen een handvol groene LED's, wat de locatie van een cohort robomussels aangeeft.

gerelateerde inhoud

  • Verwarmende oceanen kunnen deze zeevruchten favorieten giftig maken

De kleine zwarte dataloggers, gevormd uit polyesterhars, zijn precies ontworpen door Brian Helmuth en zijn laboratorium aan de Northeastern University om de mosselen die er al leven na te bootsen, waarvan een paar onderzoekers hebben uitgekozen om ruimte te maken voor de neppe. Ze zijn hier voor een onderzoek naar klimaatverandering, en, meer precies, het effect ervan op een van de belangrijkste soorten in de oceaan.

Helmuth, een klimaatwetenschapper, is de afgelopen 18 jaar de drijvende kracht geweest achter meer dan 70 van deze plots, verspreid over de hele wereld. Ze hebben informatie geregistreerd, met tussenpozen van 10 minuten, niet over de temperatuur van de lucht of het water, maar van de werkelijke lichamen van de Mytilus californianus mosselen die daar leven. Dit geeft een veel nauwkeuriger beeld van hoe de klimaatverandering de soort beïnvloedt dan de temperatuur in de omgeving.

De mosselen, die biologen een 'technische soort' noemen, drijven de biodiversiteit aan en creëren habitat voor andere dieren, zegt Helmuth, en dus reikt de reikwijdte van zijn onderzoek verder dan de toestand van de getijdenecosystemen waar de mosselen leven en tot de manier waarop we de effecten van klimaatverandering op soorten, en hoe en waar mosselkwekers hun boerderijen zetten.

Het is geen maat voor klimaatverandering, precies - om dat te doen, kun je beter een locatie kiezen die consistent is op de lange termijn - maar een maat voor hoe klimaatverandering een bepaalde soort beïnvloedt, en het ecosysteem dat soort is deel van.

Er zijn een aantal manieren waarop temperatuur een mossel kan doden. Hittestress maakt in het algemeen minder geschikt om door te gaan met zijn andere normale functies. Vanuit energieperspectief is het duur om in een warme omgeving te leven, en dat is minder energie die de mosselen moeten eten of reproduceren. In meer extreme omstandigheden kan teveel warmte de eiwitten in het lichaam van de mossel vernietigen, vergelijkbaar met wat er gebeurt als je er een kookt.

"Vanuit biologisch oogpunt geeft een dier helemaal niets om het klimaat", zegt Helmuth. "Het kan minder schelen wat het 30-jarig gemiddelde is, het kan schelen hoe dat klimaat het lokale weer beïnvloedt."

Helmuth experimenteerde met verschillende dichtheden van hars, die hij gebruikte om de lichamen en de binnenkant van de mosselen te maken, totdat hij er een vond die eigenschappen had die vergelijkbaar waren met de levende mosselen. (Jessica Torossian) "Het is niet zo moeilijk om de vorm en de kleur goed te krijgen, je kunt gewoon een soort mal bouwen", zegt Helmuth. "Maar we moesten veel testen doen in een windtunnel om ervoor te zorgen dat [we overeenkwamen] wat we de thermische traagheid noemen, de neiging om de verwarmingssnelheid te verwarmen of te vertragen, afhankelijk van wat de materialen zijn." (Jessica Torossian) In de afgelopen 18 jaar hebben Helmuth en zijn teamgenoten robomussels geplaatst in 70 percelen verspreid over de hele wereld. (Brian Helmuth) Helmuth gebruikt kleine loggers genaamd Tidbits, die de temps gedurende zes tot acht maanden registreren, waarna ze moeten worden vervangen en hun gegevens moeten worden geüpload. (Brian Helmuth)

Helmuth gebruikt kleine loggers genaamd Tidbits, die de temps gedurende zes tot acht maanden registreren, waarna ze moeten worden vervangen en hun gegevens moeten worden geüpload. Maar hij kon niet zomaar een temperatuursensor in de zon plaatsen. Als ik in de zon sta met een zwart T-shirt, krijg je een veel beter idee hoe ik me voel als je ook een zwart T-shirt aantrekt. Maar om het precies in te bellen, moest hij rekening houden met vele andere factoren. De grootte is belangrijk; een grotere mossel warmt langzamer op, maar blijft langer warm. Helmuth experimenteerde met verschillende dichtheden van hars, die hij gebruikte om de lichamen en de binnenkant van de mosselen te maken, totdat hij er een vond die eigenschappen had die vergelijkbaar waren met de levende mosselen.

"Het is niet zo moeilijk om de vorm en de kleur goed te krijgen, je kunt gewoon een soort mal bouwen", zegt Helmuth. "Maar we moesten veel testen doen in een windtunnel om ervoor te zorgen dat [we overeenkwamen] wat we de thermische traagheid noemen, de neiging om de verwarmingssnelheid te verwarmen of te vertragen, afhankelijk van wat de materialen zijn."

Temperatuur is sowieso maar een deel van de vergelijking. De gezondheid van een mossel is afhankelijk van voedselbeschikbaarheid, pH en meer, alles in combinatie. Helmuth's nieuwste onderzoek is begonnen met het identificeren van hyperlokale nissen van mosselweerbaarheid en kwetsbaarheid, en het grootste deel ervan heeft een verrassende trend laten zien: Latitude heeft vaak weinig te maken met de temperatuur van individuele mosselbedden, laat staan ​​hun algehele gezondheid. Alle factoren samen leiden tot wat Helmuth een mozaïek noemt, een lappendeken van sites met een wisselend risico op instorten. Hij werkt nu aan het voorspellen van de toekomstige gezondheid van mosselbanken, niet alleen om de mosselen te redden, maar ook om sites te identificeren die goed zouden zijn om ze commercieel te kweken.

"Voor mij is het coolste aspect van deze benadering, als je een niet-menselijke kijk op de wereld en op veranderingen in het milieu neemt, je totaal andere patronen ziet dan je zou zien vanuit een menselijk perspectief, " zegt Helmuth. "Tenzij u deze niet-menselijke gecentreerde visie neemt, is er ontzettend veel gaande met veranderingen in het milieu die we volledig zullen missen."

Robotschelpdieren kunnen ons vertellen over de impact van klimaatverandering op mariene soorten