Tag: zeedieren

De zachte koralen, zeespinnen en andere fauna die zich hebben aangepast aan ijskoude temperaturen, lopen het risico uit te sterven als het zeewater verder opwarmt. Tijd om een Antarctische dierentuin op te zetten om het ecosysteem te behouden, aldus bioloog Lloyd Peck.

Stel je een Antarctische dierentuin voor. Getooid met winterjassen, mutsen en handschoenen betreden bezoekers het van airconditioning voorziene vogelhuis en worden getrakteerd op het schorre geschreeuw van keizerspinguïns. Op rotswanden in de buurt van zee-ijs zijn adeliepinguïns op een komische manier steentjes aan het verzamelen terwijl sneeuwstormvogels over ze heen vliegen. Op de afdeling zeezoogdieren gaan Weddellzeehonden, gevlekte blubberige wezens, langzaam kopje onder in kristalhelder water. Een dreumes in skioverall drukt haar handjes tegen het dikke glas, een paar onzichtbare centimeters verwijderd van het Zuidpoolgebied.

Deze schepsels behoren tot zo’n andere wereld dat je als bezoeker wordt gedwongen je kijk op het leven te herzien

Ook al zijn pinguïns en zeehonden hier de grootste dieren, het zijn de bewoners van de zeebodem, de benthische fauna, die de meeste indruk maken. Deze schepsels behoren tot zo’n andere wereld dat je als bezoeker wordt gedwongen je kijk op het leven te herzien. Er zijn zeeanemonen zo groot als een emmer, twaalfarmige zeesterren die zo groot worden als deksels van vuilnisbakken en zogeheten zeespinnen – geen familie van de op aarde levende spinachtigen – met lichamen zo klein dat hun voortplantingsorganen en spijsverteringskanaal tot in hun poten reiken. En dan zijn er de vissen, waaronder zestien soorten Antarctische ‘ijsvissen’ die in water van 2 graden onder nul leven en hun organen ijsvrij houden door hun lichaam vol antivriesproteïnen te pompen.

Als bezoekers de hoofdzaal van deze gekoelde dierentuin verlaten, lopen ze onder een replica door van het skelet van een spitssnuitdolfijn, een soort waarmee de mens voor het eerst kennismaakte toen er in 1846 een schedel van aanspoelde op de kust van Nieuw-Zeeland. Er is hier geen ruimte voor zulke omvangrijke walvisachtigen, maar deze replica licht een tipje op van de sluier van de Zuidelijke Oceaan, die zo onmetelijk en zo weinig verkend is dat scholen van tien meter lange zoogdieren zich er moeiteloos kunnen schuilhouden.

Wonderen 

Helaas, zo’n centrum vol Antarctische wonderen bestaat niet. Het is een visioen van Lloyd Peck, een Britse bioloog bij de British Antarctic Survey die al drie decennia onderzoek doet naar het leven in Antarctica en de omringende Zuidelijke Oceaan. Nu delen van het continent snel opwarmen, ziet hij dat dat leven er in gevaar verkeert. Dieren die voor het broeden afhankelijk zijn van zee-ijs, zoals keizers- en adeliepinguïns en Weddellzeehonden, trekken zich terug in zuidelijke richting, het geleidelijk verdwijnende ijs achterna. De tere zachte koralen, zeespinnen en andere benthische fauna die zich hebben aangepast aan ijskoude temperaturen, lopen het risico uit te sterven als het warmere water grotere metabolische eisen stelt.

Door Pecks ogen bekeken lijkt het visioen van een Antarctische dierentuin geen luchtkasteel maar pure noodzaak

Door Pecks ogen bekeken lijkt het visioen van een Antarctische dierentuin geen luchtkasteel maar pure noodzaak. Maar hoewel milieuorganisaties en overheidsinstellingen geld besteden aan het beschermen van enkele charismatische soorten, blijft de dreigende ineenstorting van een uniek ecosysteem grotendeels buiten beeld. Een dierentuin kan een kwakkelend ecosysteem in leven helpen houden en, als de menselijke CO2-emissies een halt wordt toegeroepen, bijdragen aan het herstel van Antarctica. ‘We hebben zaadbanken voor de landbouw en we hebben elders dierentuinen om de afnemende biodiversiteit op peil te houden,’ zegt Peck. ‘Maar voor Antarctica ontbreekt zoiets.’

Antarctisch dier

Pas halverwege de negentiende eeuw beschreven wetenschappers voor het eerst een Antarctisch dier. Een van de eerste was een vlokreeft, een lid van een schaaldierenfamilie waartoe ook de strandvlooien ter grootte van een tic tac behoren die op het strand onder je voeten uiteenstuiven. Maar deze, de Glyptonotus antarcticus, wordt zo groot als je hand, een gigantisme dat je vaak aantreft bij schepsels op dit continent. Hun uitzonderlijke formaat is vermoedelijk het gevolg van het hogere zuurstofniveau van koud water, waardoor dieren meer metabolische brandstof krijgen om te groeien.

Aan de manier waarop het continent is ontstaan dankt Antarctica zijn kustlijnen met een heel divers leven. Nadat de circumpolaire stroom het continent zo’n dertig miljoen jaar geleden had losgemaakt van Zuid-Amerika, vormde deze snelle en krachtige stroom in de Zuidelijke Oceaan een barrière voor vrijwel alle zeedieren, behalve de allersterkste. De circumpolaire stroom scheidde Antarctica ook van het warmere water van naburige oceanen, wat tot een geleidelijke afname van de temperatuur leidde. Zeventig miljoen jaar geleden bereikte de oppervlaktetemperatuur van de Zuidelijke Oceaan een tropische 21 graden; nu komt ze zelden boven de 1 graad uit.

Er leven naar schatting zo’n twintigduizend soorten in het diepe water dat het Antarctische continent omringt

Afkoeling was de algemene trend. Maar terwijl de aarde om haar as schommelde, waren er ook periodes van opwarming. Naargelang koude en gematigdere temperaturen elkaar afwisselden, werden zeebodems door zee-ijs en gletsjers bedekt en weer blootgelegd. Dit regelmatige sluiten en openen van habitats, zo stelt één theorie, werkte als een ‘biodiversiteitspomp’ die de benthische fauna creëerde die in beschutte hoekjes kan uitgroeien tot een onderwaterregenwoud van sponzen, zachte koralen en reusachtige zeeanemonen.

Er leven naar schatting zo’n twintigduizend soorten in het diepe water dat het Antarctische continent omringt, een mate van diversiteit die vergelijkbaar is met andere mariene omgevingen, tropische koraalriffen uitgezonderd – en daarover is maar weinig bekend. ‘Voor maar achtduizend soorten hebben we namen,’ zegt Melody Clark, moleculair bioloog bij de British Antarctic Survey. En een naam is nog maar het beginpunt van de meeste wetenschappelijke studies; van deze achtduizend soorten, aldus Clark, kennen we alleen de levenscyclus en de ecologische relaties van een handjevol van de meest voorkomende soorten die het dichtst in de buurt van onderzoekscentra leven. Het overgrote merendeel is dus nog onbekend.

Aanpassingen aan kou

Clark is met name geïnteresseerd in moleculaire aanpassingen aan kou, een verschijnsel waarvan ijsvissen een schoolvoorbeeld zijn. Anders dan alle andere gewervelde dieren hebben ijsvissen geen rode bloedcellen of hemoglobine, de eiwitten in onze bloedsomloop die voor het transport van zuurstof zorgen. Hun bloedvaten zijn een derde groter dan die van even grote vissen uit gematigder regionen, zodat de zuurstof uit hun omgeving vrijelijk door hun lichaam kan circuleren. 

‘Ze zijn in biologisch opzicht unieker dan olifanten, leeuwen, tijgers, arenden, ouistiti’s en alle andere dieren die ons lief zijn,’ zegt Clark. ‘IJsvissen leven anders.’

Die andere manier van leven kan nu verloren gaan. Sinds 1950 is de lucht die rond Antarctica circuleert met 3 graden opgewarmd, vijf keer zo snel als het mondiale gemiddelde. Naar verwachting zal de temperatuur van het oppervlaktewater van de Zuidelijke Oceaan de komende vijftig jaar met 1 graad stijgen. Voor dieren die zijn aangepast aan water waarvan de temperatuur onveranderlijk onder nul is, kan zo’n kleine verhoging reusachtige gevolgen hebben. Warmer water bevat minder zuurstof; de helderbloedige ijsvissen zijn evolutionair gezien misschien ten dode opgeschreven, zegt Clark.

Volgens sommige schattingen zal het aantal landdieren op het continent met twee derde afnemen als Antarctica opwarmt en het zee-ijs terugtrekt

Hun precaire situatie is niet uniek. Volgens sommige schattingen zal het aantal landdieren op het continent met twee derde afnemen als Antarctica opwarmt en het zee-ijs terugtrekt; de prognose voor zeedieren is al even rampzalig. Uit experimenten van Peck en Clark zelf blijkt dat zelfs de geringste opwarming ertoe leidt dat mosdiertjes en borstelwormen, de belangrijkste kolonisatoren van zeebodems langs de kust, metabolische veranderingen ondergaan waardoor ze niet langer genoeg voedingsstoffen binnenkrijgen tijdens de vier maanden lange poolnacht, waarin de planktonpopulatie waarmee ze zich gewoonlijk voeden van nature afneemt.

Aanpassingsvermogen aan kou

Maar waarom zouden we proberen al die soorten te redden? Wat is de waarde van een soort? Wie ligt er wakker van als een ijsvis waarvan je nog nooit hebt gehoord in de krochten van de diepe tijd verdwijnt? Eén veelgehoord argument is dat deze dieren met hun aanpassingsvermogen aan kou ons veel kunnen leren over weefselbehoud, of over enzymen die industriële processen bij lage temperaturen mogelijk zouden maken. Vanuit een minder utilitair oogpunt beschouwd zijn deze schepsels de evolutionaire producten van een natuurlijk experiment dat waarschijnlijk nooit meer herhaald zal worden. Omdat het continent door de circumpolaire stroom van de rest van de wereld is gescheiden, biedt Antarctica plaats aan een groot aantal endemische soorten waarvan je ruwweg de helft nergens anders op aarde aantreft.

Als een endemische soort in Antarctica verloren gaat, gaat hij overal verloren. Een stukje erfgoed van de aarde verdwijnt dan. Er zijn geen populaties waardoor het misschien gereproduceerd zal worden – voorlopig niet, tenminste.

En dan kunnen we over vijfhonderd jaar misschien een ecosysteem herbouwen’

Maar zolang er vloeibare stikstof voorhanden is, kan genetische data eindeloos worden bewaard. Voordat er faciliteiten voor levende dieren worden gebouwd, zou zowel Clark als Peck graag een ‘bevroren dierentuin’ zien voor genetisch materiaal dat afkomstig is van de fauna van het continent. Dit zou niet alleen een basis leggen voor het bestuderen van de biologische grondslag van de aanpassing aan kou, maar het ook mogelijk maken, als we Pecks toekomstvisie voor de lange termijn mogen geloven, om soorten zelfs na hun uitsterving te herintroduceren. ‘Als het dan weer afkoelt, heb je tenminste de informatie om te herscheppen wat er was,’ zegt hij. ‘En dan kunnen we over vijfhonderd jaar misschien een ecosysteem herbouwen.’

Het opslaan van DNA is veel eenvoudiger dan het huisvesten van pinguïns, zeehonden en de duizenden schepsels waarvan we bijna niets afweten, maar toch zou het een enorme toer zijn. Om genoeg van hun diversiteit te conserveren zouden van alle twintigduizend Antarctische soorten minstens twintig tot vijftig individuen moeten worden verzameld. En die twintigduizend soorten staan alleen voor dieren die groot genoeg zijn om met het blote oog te worden waargenomen.

Raderdiertje

Ook de microscopisch kleine wezens van Antarctica zijn uniek en in extreme mate aangepast aan de kou; niet alleen de gewervelde dieren van Antarctica zijn bijzonder, ook het beerdiertje, het raderdiertje en de draadworm verschillen sterk van hun verwanten uit gematigder regionen. En dan zijn er nog de bacteriën die bijvoorbeeld leven op plekken waar het vaste gesteente kaal is als gevolg van bergwinden en de temperaturen tijdens de donkere winters zakken tot 55 graden onder nul. Ook die zouden gesampled moeten worden.

Hoe omvangrijk en ingewikkeld zo’n onderneming ook zou zijn, onvoorstelbaar is die niet, vooral niet omdat de kosten van DNA-sequencing elk jaar dalen. ‘Als er geld beschikbaar was, zouden we zoiets vrij makkelijk voor elkaar kunnen krijgen,’ zegt Clark. ‘Er is gewoon nog nooit een initiatief toe genomen.’

Met nog meer financiële middelen zouden er voor de Antarctische fauna ook projecten voor voortplanting in gevangenschap kunnen worden ontwikkeld; misschien niet op de enorme schaal die Pecks visioen van een gesloten ecosysteem impliceert – al zou dat er uiteindelijk wel uit kunnen voortvloeien – maar voldoende om te zorgen dat een handvol Antarctische endemische wezens de flessenhals van de klimaatverandering doorkomt. Maar om dat te laten gebeuren moet er nu wel een begin worden gemaakt.

‘We weten minder van het beheer van die soorten dan bij enige andere diersoort,’ zegt Peck. Van de meeste soorten reusachtige zeespinnen weten wetenschappers niet eens wat ze eten, laat staan dat ze in staat zijn ze tot paren aan te sporen of in leven te houden in gevangenschap. ‘Ook al zouden we hier nu serieus mee beginnen, dan nog zal het waarschijnlijk drie decennia duren voordat we echt goede faciliteiten hebben,’ vervolgt Peck. ‘We hebben misschien nog hooguit vijf decennia voordat we in het Zuidpoolgebied significante aantallen soorten beginnen te verliezen. Als we zo’n vorm van natuurbehoud niet op poten zetten, zullen we onvermijdelijk soorten kwijtraken.’

Maar als er geen koude gebieden zijn, wat moet je dan?

Zoals een stad zich niet alleen laat definiëren door de mensen die er wonen, zo is Antarctica meer dan zijn fauna alleen. Het is een oord van rust en onmetelijke leegte. Miljoenen jaren lang zijn enorme brokken ijs door wind en golven tot een eindeloze variëteit van flonkerende blauwe vormen gebeeldhouwd. Naast het gekraak en geknal daarvan is het uitademen van een walvis het enige andere geluid. Het is onmogelijk zo’n ruimte te simuleren.

Of hij nu levende dieren of hun DNA-sequenties bevat, een Antarctische dierentuin is een manier om een ecosysteem voor de ondergang te behoeden. Het is beslist een deprimerend vooruitzicht: een continent dat is gereduceerd tot een paar in gevangenschap levende bubbels. Een herinnering aan een wereld die verloren is gegaan. Maar toch, zou een herinnering niet beter zijn dan helemaal niets? In een ideale wereld zou de ergste klimaatverandering worden voorkomen en zou de unieke fauna van Antarctica er zonder kleerscheuren afkomen, maar nu is het tijd om ons op het ergste voor te bereiden.

‘Ik vraag vaak aan mijn studenten: als er iets opwarmt, wat verdwijnt er dan?’ zegt Peck. ‘Dat zijn de koude gebieden. Er zullen hete gebieden zijn voor hete dingen. Er zullen warme gebieden zijn voor warme dingen. Maar als er geen koude gebieden zijn, wat moet je dan?’