Ondanks het ecologische en economische belang van ansjovis (ansjovis) voor de kust van Californië, is de eb en vloed van hun populaties al tientallen jaren een mysterie. Uit nieuw onderzoek blijkt dat er een verband bestaat tussen de lengte van de voedselketen die jonge ansjovis ondersteunt, en de bloei- en neergangcycli van de ansjovispopulaties in Californië. Kortere voedselketens worden in verband gebracht met bevolkingsgroei, wat implicaties heeft voor het visserijbeheer en de inspanningen voor natuurbehoud.
Uit nieuw onderzoek van Scripps University en NOAA-wetenschappers blijkt dat ecologische correlaties de bloei en neergang van de ansjovispopulaties in Californië helpen verklaren. Als deze correlaties in verder onderzoek worden bevestigd, kunnen ze op een dag het management van de ansjovisvisserij in Californië helpen informeren en de inspanningen voor natuurbehoud verbeteren.
De rol van ansjovis in het zeeleven
De Amerikaanse ansjovis (Engraulismordax) is het meest spectaculaire zeeleven van Californië - inclusief groepen zeeleeuwen, groepen dolfijnen, een essentiële voedselbron voor de lucratieve tonijnvisserij en groepen walvissen. Maar een van de kenmerken van de ansjovispopulaties in Californië zijn de cycli van bloei en mislukking, die meer dan tien jaar kunnen duren. Deze ups en downs weerklinken in de ecosystemen van de oceanen, waardoor zeeleeuwenpups soms verhongeren en soms bruine pelikanen zo verhongeren dat ze hun kuikens in de steek laten.
Wat deze pieken en dalen precies veroorzaakt, blijft ongrijpbaar, ondanks tientallen jaren van wetenschappelijk onderzoek, met name door het CalCOFI-onderzoeksproject, een samenwerking tussen de Scripps Institution of Oceanography van UC San Diego, de National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) en de California Fish and Wildlife Service. Het programma onderzoekt mariene ecosystemen langs de kust van Californië en is een van de grootste en langste oceaanmonitoringprogramma's ter wereld.
Belangrijkste bevindingen van het onderzoek
Het onderzoek, gepubliceerd in Nature Communications op 5 december, werd gefinancierd door de National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) en de National Science Foundation. Onderzoekers analyseerden 45 jaar aan jonge ansjovis die tijdens CalCOFI-onderzoeken waren verzameld en ontdekten dat de lengte van de voedselketen die jonge vissen ondersteunt nauw verband houdt met de opkomst en ondergang van ansjovispopulaties.
Concreet geldt: hoe korter de voedselketen, hoe groter het aantal; hoe langer de voedselketen, hoe kleiner het aantal. De voedselketen van de larven is korter, met minder stappen voor het ene dier om het andere te eten tussen het fotosynthetische fytoplankton onderaan de voedselketen dat de energie van de zon verzamelt en de larven (die voornamelijk zoöplankton eten).
Een mogelijke verklaring voor deze correlatie is dat kortere voedselketens efficiënter zijn, waardoor meer energie van de onderkant van de keten de ansjovislarven bereikt, zegt Rasmus Swalethorp, hoofdauteur van de studie en geassocieerd projectwetenschapper aan de Scripps University. Dit komt omdat het bekend is dat organismen in verschillende delen van de voedselketen energie verliezen elke keer dat ze elkaar opeten, zei Svalerhop.
"Het is net als het energieverlies dat optreedt wanneer elektriciteit van een elektriciteitscentrale naar onze huizen reist: hoe langer de afstand, hoe meer energie onderweg verloren gaat. Hetzelfde geldt voor het gaan van het ene niveau van de voedselketen naar het volgende: hoe meer stappen, hoe minder energie de ansjovislarven bereikt. De jonge vissen eten misschien exact hetzelfde voedsel, maar als de voedselketen wordt verlengd, kan dit betekenen dat het voedsel niet zo overvloedig is, of dat hetzelfde voedsel niet zoveel energie bevat."
Daarom kunnen kortere voedselketens meer individuele ansjovislarven ondersteunen.
Swalethorp begon het onderzoek achter dit artikel in 2014, in de hoop te kunnen profiteren van het CalCOFI-bemonsteringsprogramma om de eb- en vloedmechanismen van deze belangrijke speler in het California Current-ecosysteem beter te begrijpen.
"De oceaan is een zeer grote plaats en ons vermogen om deze representatief te bemonsteren is zeer beperkt", zei Svalertop. "CalCOFI is het meest uitgebreide onderzoek van mariene ecosystemen op aarde, en het vertegenwoordigt onze beste kans om deze grotere ecologische mechanismen te begrijpen."
Concreet wilden de onderzoekers het idee testen dat de structuur van de voedselketen waaraan deze larven deelnemen een belangrijke bepalende factor is voor het aantal ansjovis dat in een bepaald jaar als jonge vis het gevaar overleeft. Om dit te doen, gebruikten de onderzoekers stabiele stikstofisotoopanalyse om de lengte van de voedselketen te bepalen van 207 ansjovislarven van ongeveer drie weken oud, verzameld door het CalCOFI-programma tussen 1960 en 2005.
In 2020 publiceerde het onderzoeksteam een artikel waarin deze methode voor het schatten van de lengte van de voedselketen van chemisch geconserveerde vis werd beschreven, die gebaseerd is op het idee dat wanneer het ene organisme een ander organisme eet, het gegeten organisme een chemische handtekening achterlaat in de weefsels van zijn consument. In dit geval onthult de analyse niet de exacte identiteit van wie wie eet, maar kan wel worden gebruikt om af te leiden hoeveel schakels er in de voedselketen zijn tussen fytoplankton en ansjovislarven.
Uit de analyse bleek dat kortere voedselketens voor jonge exemplaren doorgaans één of twee jaar vóór de hausse in de ansjovispopulatie ontstonden, terwijl langere voedselketens voor jonge exemplaren één tot twee jaar later in verband werden gebracht met lagere ansjovispopulaties. Bovendien blijven de veranderingen in de lengte van de voedselketen tijdens de meeste hausses en baisses bestaan.
Wat betreft hoe en waarom de lengte van de voedselketen van jaar tot jaar toeneemt of afneemt, biedt Swarthorp enkele mogelijke verklaringen.
"Ansjovislarven zijn erg kwetsbaar voor verhongering, en hun overleving hangt echt af van hoe efficiënt de energie hen bereikt", zei Svaletop. "Als de voedselketen kort en efficiënt is, zou dat ervoor kunnen zorgen dat meer jonge exemplaren overleven, wat de komende twee jaar een bloeicyclus zou kunnen veroorzaken."
Omdat het huidige onderzoek er niet in slaagde individuele soorten binnen de gevonden langere en kortere voedselketens te identificeren, kan het onderzoek niet verklaren waarom langere voedselketens geassocieerd zijn met ansjovisdepressie of omgekeerd. Wat de reden voor deze correlatie ook mag zijn, de Juvenile Food Chain Index – een jaarlijkse meting van de lengte van jonge voedselketens met behulp van stabiele stikstofisotopen – heeft het potentieel om in de nabije toekomst een nuttig instrument te worden voor het schatten van trends in de ansjovispopulatie, maar er is meer onderzoek nodig om het potentieel ervan te onderzoeken.
De lengte van de voedselketen van jongeren bleek tijdens de onderzoeksperiode een belangrijke drijfveer te zijn, maar er zijn nog andere belangrijke drijfveren en hun relatieve belang zal waarschijnlijk variëren in de tijd en ruimte. Het zou verleidelijk zijn om de tijdreeksen van het onderzoek in de toekomst uit te breiden tot voorbij het heden, aangezien de huidige analyse niet de jaren na 2015 bestrijkt, toen de ansjovispopulaties voor de kust van Californië weer sterk toenamen. Hij voegde eraan toe dat het team de complexe vragen begint te onderzoeken: wie eet wie naarmate de voedselketen langer wordt en wat deze veranderingen aan de onderkant van de voedselketen teweegbrengt.
Daarnaast komt de echte test voor de verklarende kracht van de correlatie wanneer onderzoekers deze proberen toe te passen op andere regio's en andere vissoorten, zoals de Peruaanse ansjovis Engraulisringens, uit de grootste visserij ter wereld.
Referentie "Ansjovisgroei en -daling gekoppeld aan voedingsverschuivingen in het dieet van jonge vis", 5 december 2023, "Nature Communications."
DOI:10.1038/s41467-023-42966-0
Samengestelde bron: ScitechDaily