Honderden vissoorten – van tonijnen, tandbaarzen en zalmen tot voshaaien, schelvis en kabeljauw – zullen mogelijk nog meer dan eerder werd gedacht in omvang afnemen, als gevolg van de stijgende temperatuur en het lagere zuurstofgehalte van het zeewater, zo blijkt uit nieuw onderzoek.

Omdat het warmere zeewater het metabolisme van vissen, inktvissen en andere zeedieren zal opvoeren, zullen de dieren meer zuurstof uit het oceaanwater opnemen. Tegelijkertijd is door het warmere zeewater in talloze gedeelten van de oceanen al minder zuurstof beschikbaar.

Twee wetenschappers van de University of British Columbia stellen nu dat veel vissen uiteindelijk een punt zullen bereiken waarop ze niet voldoende zuurstof voor een normaal groeitempo aan het zeewater kunnen onttrekken, omdat hun lichamen sneller groeien dan hun kieuwen.

“Onze resultaten wijzen erop dat met elke graad Celsius dat het zeewater opwarmt, de lichaamsomvang van vissen met 20 tot 30 procent zal afnemen,” zegt William Cheung, een van de auteurs van het onderzoek en wetenschappelijk directeur van het Nippon Foundation-Nereus Program van de universiteit.

De veranderingen zullen volgens de wetenschappers voor talloze mariene voedselketens ingrijpende gevolgen hebben, omdat relaties tussen roof- en prooidieren op onvoorspelbare wijze zullen worden verstoord.

“Uit laboratoriumtests is gebleken dat het altijd de grotere soort is die als eerste de stressfactoren zal ondervinden,” zegt hoofdauteur Daniel Pauly, professor aan het Institute for the Ocean and Fisheries van de universiteit en hoofdonderzoeker van Sea Around Us. “Kleinere soorten hebben een voordeel wat betreft ademhaling.”

Hoewel veel wetenschappers het onderzoek prijzen, vinden niet alle experts dat de resultaten van Pauly en Cheung zulke dramatische conclusies rechtvaardigen. Het onderzoek werd deze week gepubliceerd in het vakblad Global Change Biology.

Pauly is misschien wel het bekendst om zijn soms controversiële onderzoek naar de wereldwijde overbevissing. Sinds zijn proefschrift in de jaren zeventig heeft hij onderzoek gedaan naar het volgens hem bewezen principe dat de omvang van vissen wordt begrensd door de groeicapaciteit van de kieuwen. Op basis van zijn hypothese publiceerden hij, Cheung en anderen in 2013 een studie waarin werd gesteld dat rond het jaar 2050 het gemiddelde lichaamsgewicht van zo’n zeshonderd vissoorten met 14 tot 24 procent zou zijn afgenomen als gevolg van de klimaatverandering.

“Veel mensen kunnen zich het idee moeilijk voorstellen, omdat wij zuurstof inademen,” zegt Pauly. “Ons probleem is om voldoende voedsel binnen te krijgen, niet zuurstof. Maar voor vissen ligt dat heel anders. Voor de mens zou het neerkomen op het ademhalen door een rietje.”

Ook andere wetenschappers hebben het zuurstofgehalte in verband gebracht met kleinere vissen. Zo vertonen soorten als schelvis, wijting, haring en tong in de Noordzee al een aanzienlijke afname in omvang in gebieden waar minder zuurstof beschikbaar is.

De resultaten van Pauly en Cheung uit 2013 zijn door sommigen als te simplistisch bekritiseerd. Eerder dit jaar stelde een groep Europese fysiologen dat Pauly’s uitgangspunt met betrekking tot de omvang van de kieuwen op zichzelf al niet klopte.

Ditmaal gebruikten Pauly en Cheung verfijndere modellen om hun theorie opnieuw te toetsen.

In de nieuwe studie wordt hun eerdere hypothese over de kieuwgroei in meer detail uitgelegd en wordt gesteld dat het principe wel degelijk als richtlijn gebruikt kan en moet worden. De wetenschappers schrijven verder dat ze de schaal van de problemen waarmee vissen spoedig te maken zullen krijgen, in hun oorspronkelijke conclusies zelfs nog hebben onderschat.

Zo werd in het eerdere onderzoek beweerd dat de omvang van een soort als tonijn minder last zou hebben van de negatieve gevolgen van de klimaatverandering. Maar uit het nieuwe onderzoek zou blijken dat de snel zwemmende en altijd bewegende tonijn, die een aanzienlijke hoeveelheid zuurstof moet opnemen, mogelijk meer risico’s loopt dan andere vissoorten.

Volgens Cheung is er in het tropische gedeelte van de Atlantische Oceaan zelfs al een uitgestrekt gebied waar het zuurstofgehalte in de open zee is verlaagd. Uit ander onderzoek blijkt dat tonijnen hun verspreidingsgebied verplaatsen om zulke slechte omgevingsfactoren te mijden.

“De verplaatsing van de tonijn valt zeer precies samen met de grenzen van deze zuurstofarme zones,” zegt Cheung.

Sommige visexperts vinden de ‘kieuwtheorie’ en het nieuwe onderzoek van Pauly en Cheung overtuigend.

Jeppe Kolding, een biologieprofessor van de Universiteit van Bergen in Noorwegen die vissoorten in Afrika bestudeert, meent dat het kieuwconcept van Pauly als enige licht kan werpen op de afname in de omvang van vissen, die hij heeft waargenomen bij soorten als de Nijltilapia, de guppy en een sardiensoort die in Zambia en het Victoriameer voorkomt. “Het verklaart de fenomenen die ik in Afrika heb geobserveerd,” zegt hij.

Nick Dulvy, zeebioloog aan de Simon Fraser University, zegt dat zijn eigen onderzoek de ideeën van Pauly “lijkt te bevestigen”. “Het is absoluut onontkoombaar dat naarmate vissen zwaarder worden, ze een punt zullen bereiken waarop de zuurstofopname niet meer aansluit op het tempo van hun metabolisme.”

Hans-Otto Poertner, zeedierfysioloog aan de Universität Bremen en het Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung (AWI), zegt dat Pauly’s werk geen rekening houdt met het succes waarmee sommige soorten zouden kunnen acclimatiseren of zich kunnen aanpassen aan veranderende omstandigheden in de zee. Maar hij zegt dat de auteurs “op overtuigende wijze argumenteren” dat het zuurstofgehalte de gevoeligheid van vissen voor temperatuurveranderingen zal beïnvloeden en hun lichaamsomvang zal beperken.

Een van de eerdere critici van Pauly, Sjannie Lefevre, fysiologe aan de Universiteit van Oslo en hoofdauteur van de kritiek die eerder dit jaar in hetzelfde vakblad werd gepubliceerd, blijft gebreken zien in de kieuwtheorie van Pauly.

“Hun pogingen om onze argumenten te weerleggen hebben weinig indruk op mij gemaakt en mij helemaal niet overtuigd,” zegt Lefevre, eraan toevoegend dat ze meent dat “de nieuwe bevindingen niet plausibeler zijn.”

Ze zegt dat vissen wel degelijk in staat zijn grotere kieuwen te ontwikkelen. “Er bestaan geen geometrische beperkingen die een vis verhinderen om kieuwen te ontwikkelen die net zo snel groeien als de rest van het lichaam,” zegt ze.

Zij en Poertner denken dus heel verschillend over dit onderzoek. Lefevre hoopt dat ecologen en opstellers van modellen “open en voorzichtig blijven” voordat ze dit soort alomvattende theorieën accepteren.

Poertner daarentegen stelt dat het werk van Pauly en Cheung een uitstekend voorbeeld is van de manier waarop dat soort theorieën kunnen worden toegepast.

Uit het nieuwe onderzoek blijkt volgens hem hoe “een zorgvuldige toepassing van een alomvattend principe op observaties van een breed scala aan vissoorten ons tot inzichten kan brengen die moeilijk op andere manieren zijn te bereiken.”

Lees hier welke dieren als eerste uit zullen sterven door klimaatverandering.