Over pinguïns, krill en andere liefhebbers van de Antarctische kou

Het isolement maakt de biologische diversiteit op Antarctica uniek. De Antarctische Oceaan is voor veel soorten uit omringende continenten een onneembare vesting. Een plant uit  Zuid-Amerika zou een sprong van meer dan duizend kilometer over zee moeten maken om zich daarna aan te moeten passen aan het Antarctische diepvriesklimaat. Dit in tegenstelling tot het Noordpoolgebied dat een stuk toegankelijker is. Daar kunnen soorten langzaam over land noordwaarts trekken en zich van generatie op generatie langzaam aanpassen.

Door de huidige opwarming smelt er op Antarctica veel sneeuw en ijs waardoor meer land beschikbaar komt voor de vegetatie. Daarnaast zijn er andere factoren die samen met een veranderend klimaat de ecologie van Antarctica beïnvloeden, zoals toerisme en visserij, en in het verleden de massale jacht op walvissen en zeehonden.

Het mariene ecosysteem

Het ijzige Antarctische continent wordt omringd door een diepe, onstuimige oceaan, de Antarctische Oceaan. Deze oceaan is tijdens de winter voor een groot deel bedekt met zee-ijs, maar in het vroege voorjaar en de zomer smelt dit vrijwel helemaal weg. Deze sterke jaarcyclus in zee-ijsbedekking bepaalt voor een groot deel de groei, leefwijze en diversiteit van het leven in dit enorme gebied.

Microalgen vormen de basis

Aan de basis van de Antarctische mariene voedselketen staan in het water zwevende eencellige microscopische algen. Microalgen komen zelfs aan de onderkant van het zee-ijs voor: hier weten zij nog net te profiteren van het beetje licht dat door het metersdikke ijs heendringt. Daar waar veel microalgen voorkomen kan in potentie veel dierlijk plankton overleven, en daardoor ook vissen, pinguïns, zeehonden en walvissen. Microalgen spelen daarnaast een cruciale rol in het wereldwijde klimaat. Zo dragen ze bij aan het vastleggen van kooldioxide (CO₂) en het produceren van zuurstof. Op deze manier vormen microalgen de mariene tegenhanger van de tropische regenwouden.  

De ene alg is de andere niet

De diversiteit binnen de groep van Antarctische microalgen is heel groot: relatief grote microalgen (tot 0,5 millimeter lang), zoals de zeer fotogenieke kiezelwieren (zie foto) vormen een belangrijke en voedzame voedselbron voor dierlijk plankton. En zeer kleine algensoorten, die tot wel honderd keer kleiner zijn dan de kiezelwieren (zoals de Geminigera op de foto). Wanneer deze kleine soorten overheersen is de opbouw van de voedselketen beduidend minder efficiënt. Onderzoek heeft aangetoond dat de algensamenstelling door klimaatverandering kan veranderen.

Krill lust alleen grote algen

In het Antarctische mariene ecosysteem speelt krill – een kreeftachtig beestje van maximaal zes centimeter - een sleutelrol. Het wordt door pinguïns, walvissen, zeehonden en vele vissoorten gegeten. Krill komt regelmatig in enorme zwermen voor tot wel 30.000 individuen per kubieke meter zeewater. Een duidelijke risicofactor van krill is dat het door zijn filtersysteem alleen grote algen op kan nemen. Door klimaatverandering kan de verhouding tussen grote en kleine algen veranderen, net als de hoeveelheid en de locatie waar ze bloeien. Dat heeft directe gevolgen voor de hoeveelheid krill, wat weer van invloed is op al het zeeleven in het Antarctisch gebied.

Ook de krillvisserij speelt een rol in de hoeveelheid krill. Sinds 1982 worden via de internationale Commission for the Conservation of Antarctic Marine Living Resources afspraken gemaakt om krill op duurzame wijze, met een minimale impact op het ecosysteem, te oogsten.

Door klimaatverandering verandert de basis van het ecosysteem

In de Antarctische Oceaan is het verdwijnen van het zee-ijs door de mondiale opwarming minder duidelijk dan in het Noordpoolgebied. In specifieke gebieden zijn echter al geruime tijd onomkeerbare veranderingen gaande. Langs het Antarctisch Schiereiland bijvoorbeeld, verdwijnt het zee-ijs in rap tempo. Dit heeft grote gevolgen voor de microalgen die groeien langs de randen van het zee-ijs. In bepaalde gebieden zijn de op algen jagende krillzwermen door de afname van het zee-ijs al volledig verdwenen. Ook zijn er aanwijzingen dat door de klimaatverandering de zone met het meeste krill richting het Antarctische continent verschuift.

De door klimaatverandering veroorzaakte oceaanverzuring kan een negatief effect hebben op bodemdieren, vis, krill en plantaardig plankton. Veel van deze soorten maken kalk voor hun inwendig of uitwendig skelet, en deze kalkvorming wordt nu juist door verzuring afgeremd.

Er zijn ook positieve feedbacks op mariene organismen denkbaar. Door het verdwijnen van het zee-ijs is er een toename van instraling van de zon in de waterkolom. Hierdoor kan een versterkte algengroei optreden. Algengroei kan nog verder worden versterkt doordat smeltende gletsjers in kustgebieden voedingsstoffen voor algengroei inbrengen. Het gaat hier vooral om ijzer dat normaal gesproken beperkend is voor de algengroei. Minder zee-ijs kan ook een positieve uitwerking hebben op zeewieren (macroalgen) en andere organismen die in ondiepe kustgebieden leven.

Effecten op zeezoogdieren en vogels

De meeste soorten zeezoogdieren en vogels zijn zeer afhankelijk van krill en de Antarctische zilvervis, die zelf ook krill eet. Beide soorten komen in grote hoeveelheden voor en walvissen trekken in de zomer naar Antarctica om daar te foerageren. Als door verzuring van het zeewater of door afname van het zee-ijs minder krill beschikbaar is, dan heeft dat een negatief effect op dieren die aan het eind van de voedselketen in Antarctica staan. Een voorspelde zuidwaartse verschuiving van krillzwermen zou wel positief kunnen uitpakken voor dieren die op of vlakbij het continent broeden. Op dit moment zijn de grootste veranderingen op het ecosysteem zichtbaar op het Antarctisch schiereiland, waar sommige pinguïnsoorten profiteren en andere in aantal achteruitgaan.

Landleven op een ijsmassa

Antarctica bestaat uit ijs en nog eens ijs. Het is daarmee op zijn zachtst gezegd een onherbergzaam gebied voor leven op land. Maar leven is er wel degelijk. Een klein deel, een schamele 0,03 procent van het totale oppervlakte, is tijdens de Antarctische zomermaanden, december, januari en februari, ijs - en sneeuwvrij en vanonder de sneeuw komen dan planten en dieren tevoorschijn. Het meeste Antarctische landleven bevindt zich aan de kust en de vegetatie bestaat uit mossen en korstmossen. Er groeien slechts twee inheemse vaatplanten, namelijk de grassoort Deschampsia antarctica en het kussenplantje Colobanthus quitensis.

Korstmossen groeien traag maar gestaag

De twee grootste problemen voor leven op Antarctica zijn de koude temperaturen en watergebrek. Antarctica mag dan gebukt gaan onder kilometersdikke ijslagen, de Antarctische vegetatie kan dit bevroren water niet gebruiken. Tijdens het groeiseizoen maken mossen en korstmossen gebruik van smeltwater en van toevallige sneeuwbuien. De mossen, en vooral korstmossen, zijn hierdoor vaak maar een paar uur per dag actief, en groeien soms ook weken achterelkaar helemaal niet. Antarctische korstmossen groeien meestal minder dan een millimeter per jaar. Op een aantal zeer droge locaties, zoals de McMurdo Dry Valleys, groeien korstmossen zelfs nog honderd keer trager, slechts 0,01 millimeter per jaar. Het is erg lastig om van zulke traag groeiende planten de groeisnelheid te bepalen. Daarvoor zijn vele tientallen jaren aan waarnemingen nodig. De effecten van klimaatverandering op Antarctische vegetatie is daarom nu nog lastig te bepalen.

Mossen: het dagelijks brood voor minuscuul leven

Antarctische mossen, korstmossen en de micro-organismen die daarin leven staan aan de basis van het voedselweb op land. Door de langzame groei en het koude klimaat zijn er slechts een handjevol grazers die hiervan kunnen leven. Deze dieren zijn minuscuul klein: Springstaarten en mijten zijn ongeveer een tot twee millimeter lang en nog net met het blote oog zichtbaar als je op je knieën tussen de korstmossen zit. Nematoden en beerdiertjes zijn alleen onder een microscoop te zien.

De vele pinguïns, zeehondachtigen en vogels die langs de Antarctische kust leven zijn voor hun voedsel geheel afhankelijk van de zee en behoren daarom strikt genomen niet tot het landleven. De mest van pinguïns en stormvogels is wel een belangrijke bron van nutriënten voor het leven op land. De grootste biodiversiteit aan springstaarten, mijten en nematoden vind je dan ook in de buurt van pinguïns.