Nieuwe bedreiging voor zeeleven door opwarmende Noordpool: lichtvervuiling

Dankzij de klimaatverandering zal de mens het Noordpoolgebied beter kunnen bevaren, waardoor het in de ooit aardedonkere poolnacht een stuk lichter wordt. Zal dit ook invloed hebben op het zeeleven?

Monday, March 9, 2020,
Door Sarah Gibbens
Ten noorden van het Noorse Spitsbergen laveert een onderzoeksschip met aan boord een team van wetenschappers ...
Ten noorden van het Noorse Spitsbergen laveert een onderzoeksschip met aan boord een team van wetenschappers door de ijzige wateren van de Noordelijke IJszee. De wetenschappers werken in de poolnacht, wanneer er vrijwel geen daglicht is, en dragen overlevingspakken, mocht de boot zinken. Ook hebben ze geweren bij zich, voor het geval dat ze op een ijsbeer stuiten.
Foto van Michael O. Snyder

Rond de Poolcirkel is het in de winter zó donker dat je bijna niets kunt zien. Omdat de bovenkant van de aarde ’s winters van de zon wegdraait, komt onze thuisster niet meer boven de horizon uit en wordt het hele Noordpoolgebied in diepe duisternis gehuld: de poolnacht. 

“Het voelt een beetje alsof je permanent nachtdienst hebt,” zegt Finlo Cottier, oceanograaf van de Scottish Association for Marine Science.

Twee jaar geleden reisden Cottier en een team van wetenschappers in het midden van de winter naar het Noordpoolgebied af om te onderzoeken welke invloed het licht heeft op het zeeleven in de ijzige wateren van het hoge noorden. Net als de mens zijn zeedieren afhankelijk van daglicht voor de sturing van hun dagelijkse functies. Daglicht is een signaal dat veel dieren informeert wanneer ze door de waterkolom omhoog moeten migreren om voedsel te vinden, wanneer ze moeten paren of waar ze op jacht moeten gaan.

“In juni en juli is er sprake van een explosieve groei en activiteit,” zegt Cottier. “Hoe ontstaat dat? Wat gebeurt er in de poolnacht dat deze voorjaarsbloei aanzwengelt? We proberen inzicht te krijgen in de complete cyclus.”

Een beter begrip van die complete cyclus is van groot belang in een tijd waarin het Noordpoolgebied te maken krijgt met de klimaatverandering. Dunner pakijs zou er bijvoorbeeld toe kunnen leiden dat het daglicht dieper in het duistere oceaanwater kan doordringen. Het betekent ook dat de scheepvaart in het gebied zal toenemen, wat meer kunstlicht met zich mee zal brengen. Overal ter wereld brengt het opwarmende zeewater bepaalde vissoorten ertoe hun verspreidingsgebied naar hogere (en koudere) breedtegraden te verplaatsen, waar ze bestaande voedselketens verstoren.

Met een naald neemt Morgan Bender bloedmonsters af bij twee Arctische kabeljauws. Om ervoor te zorgen dat de experimenten niet door lichtvervuiling worden verstoord, werkte ze bij het zwakke licht van een rode lamp.
Foto van Michael O. Snyder

Wat dat alles voor het zeeleven betekent, is nog onduidelijk, maar uit nieuw onderzoek dat vorige week in het tijdschrift Nature Communications Biology is gepresenteerd, blijkt dat lichtvervuiling tot een aanzienlijke verstoring in de leefwijze van mariene soorten kan leiden – en dat terwijl wetenschappers nog bezig zijn de complete levenscyclus van deze soorten in kaart te brengen.

Lichttests in de poolnacht

“Als we recht naar het noorden varen, neemt het aantal uren daglicht zeer snel af,” zegt Geir Johnsen, bioloog aan de Noorse Technisch-Natuurwetenschappelijke Universiteit (NTNU) en een van de auteurs van het nieuwe onderzoek. “Hoe hoger de breedtegraad, des te donkerder het wordt. Rond 80 graden noorderbreedte is er geen verschil meer tussen twaalf uur ’s middags en twaalf uur ’s nachts.”

Om te onderzoeken hoe de toenemende scheepvaart het zeeleven in deze regio kan beïnvloeden, voerden de onderzoekers experimenten uit op drie verschillende locaties in de zee ten noorden van Noorwegen, en wel tussen de 70 en 77 graden noorderbreedte. De experimenten op alle drie locaties – met de aanduidingen ‘A’, ‘B’ en ‘C’ – werden in volledige duisternis uitgevoerd, aangezien de zeedieren daar normaliter niet aan daglicht worden blootgesteld. Terwijl het team de lampen van het onderzoeksschip gedurende een periode in- en dan weer uitschakelde, werd met behulp van sonar de aanwezigheid van mariene organismen in het water in kaart gebracht.

Terwijl op locatie C bij kunstlicht een geringe afname van het aantal organismen in het zeewater werd geconstateerd, waren de veranderingen op de twee andere locaties ingrijpend. Op locatie A, die het verst naar het noorden lag, nam het aantal waargenomen zeedieren met de helft af wanneer de lampen van het schip werden aangezet. Maar op locatie B was het tegenovergestelde het geval: wanneer de lampen werden ingeschakeld, nam het aantal organismen in zee juist met de helft toe.

Het kunstlicht had niet alleen aanzienlijke invloed op het gedrag van zeedieren, maar uit sonaropnamen bleek bovendien dat dit tot een diepte van zo’n tweehonderd meter het geval was.

Over het zoöplankton op de foto zegt wetenschapper Geir Johnsen: “Ze leveren het voedsel voor ontelbaar veel andere organismen, waaronder vissen, zeevogels, zeehonden, walvissen en ijsberen. Ongeveer de helft van al de zuurstof die we inademen, is afkomstig van deze microscopisch kleine algen in de wereldzeeën. Dat is dus de reden dat we hier zijn. We moeten deze minuscule maar zeer belangrijke organismen goed bestuderen, want ze vormen groepen die van vitaal belang zijn voor ecosystemen. Zonder deze organismen zou er geen leven zijn. Zo simpel is het.”
Foto van Michael O. Snyder

“De gevolgtrekking is dat het onmogelijk is te zeggen wat de gevolgtrekking is,” zegt Jørgen Berge, bioloog aan de Universiteit van Trømso en hoofdauteur van de nieuwe studie. 

Volgens hem zouden wetenschappelijke experimenten in het algemeen niet accuraat zijn als daarbij geen rekening wordt gehouden met de lichtomstandigheden waarbij organismen worden onderzocht.

Het is ook van commercieel belang om te weten hoeveel vis bepaalde wateren bevatten. 

“We weten dat veel soorten zich als gevolg van de opwarming van het Noordpoolgebied verder naar het noorden verplaatsen. Om visgronden op duurzame wijze te kunnen beheren, moeten we weten hoeveel soorten daar voorkomen,” zegt hij.

Uit eerder onderzoek is gebleken dat de opwarming van de aarde het mogelijk zal maken dat het Noordpoolgebied tegen het jaar 2050 door schepen wordt doorkruist. Onderzoekers zijn al begonnen met het bijhouden van de scheepvaart in de regio, zodat ze de toename ervan in de loop der tijd kunnen vaststellen. In een studie die vorig jaar september verscheen, brachten de auteurs de activiteiten van vracht- en cruiseschepen in kaart, en daaruit valt op te maken dat in twee jaar tijd 132.828 vaarten met vijfduizend schepen in het gebied hebben plaatsgevonden.

Hoe meer licht hoe beter?

“Veel gedragingen worden beïnvloed door licht, dat soorten bijvoorbeeld informeert waar ze zich in de waterkolom moeten bevinden, wanneer ze moeten paren of zich moeten ontwikkelen,” zegt Johnsen. “Licht is een van de oudste signalen voor talloze levensvormen, maar in de laatste eeuw heeft de mens veel kunstlicht geïntroduceerd en hebben wij dieren met invloeden geconfronteerd waarover we nog niet eens hebben nagedacht.”

Naar schatting tachtig procent van de wereldbevolking leeft in gebieden waar een of andere vorm van lichtvervuiling optreedt, en dat aandeel neemt jaarlijks met zo’n zes procent toe

Emlyn Davies bekijkt de gegevens die op een reeks laptops aan boord van het onderzoeksschip Helmer Hanssen binnenkomen. De laptops zijn verbonden met sensoren die de hoeveelheid licht en fytoplankton in het zeewater rond het schip registreren. Davies werkt bij het schijnsel van zijn hoofdlamp, omdat zelfs het zwakste kunstlicht de experimenten zou kunnen verstoren.
Foto van Michael O. Snyder

Volgens Steven Haddock van het Monterey Bay Aquarium Research Institute, die niet bij het nieuwe onderzoek was betrokken, is de Noordpoolstudie interessant. Maar hij hoopt wel dat het onderzoek onder andere omstandigheden en met andere methoden herhaald kan worden.

Het opvallende verschil tussen soorten die op kunstlicht afkomen of er juist van wegvluchten, is iets wat hij uit zijn eigen onderzoek kent. 

“We hebben dit op nachtelijke duiken gezien, toen we onze lampen een tijdje moesten uitdoen om verlost te zijn van de dichte scholen van zeedieren die op het licht afkwamen,” zegt hij. “Ik ben van hun resultaat overtuigd, namelijk dat kunstlicht van grote invloed zal zijn, vooral in een gebied met veel dagen zonder helder daglicht.”

Volgens hem beïnvloedt lichtvervuiling ook diersoorten dichter bij de evenaar. Zo zijn er op Puerto Rico allerlei ‘ecotoeristische’ voorzieningen gebouwd rond baaien waar bioluminescerend plankton een nachtelijk spektakel verzorgt. Maar deze organismen worden nu verstoord door het kunstlicht van die voorzieningen. Lichtvervuiling heeft ook een zeer negatieve uitwerking op de vogeltrek, op het tijdstip waarop vuurvliegjes paren en op de oriëntatie van pas uit het ei gekropen zeeschildpadjes, die zich op de schemering aan de horizon richten om de zee te vinden.

Dit artikel werd oorspronkelijk in het Engels gepubliceerd op NationalGeographic.com

lees verder

Door lichtvervuiling hebben deze vissen moeite met voortplanten

Wanneer anemoonvisjes bij kunstlicht proberen te paren, komen de bevruchte eitjes niet uit.

We weten eindelijk waarom lantaarnvissen licht geven

Wetenschappers hebben een nieuwe verklaring gevonden voor gedrag dat ze zagen bij de grootste school lichtgevende vissen die ooit werd waargenomen.

Kijk hoe een school kleine vissen licht kan geven in het donker door bacteriën

14 augustus 2019 - Toen marien bioloog en National Geographic Explorer David Gruber 's nachts aan het duiken was bij een koraalrif voor de Salomonseilanden, zag hij iets wat het dichtst bij "een Avatar-moment" kwam dat hij ooit had meegemaakt. Voor hem zwommen duizenden lantaarnvissen, ze maakten vormen en verlichtten het donkere water van de oceaan. Wat hij zag, is mogelijk de grootste school lichtgevende vissen die ooit op beeld is vastgelegd. Lantaarnvissen, die een helderblauwe gloed verspreiden tijdens het zwemmen, hebben hun bioluminescentie te danken aan bacteriën die zich in een orgaan onder hun oog bevinden. Het is een symbiotische relatie waardoor de bacteriën de extra zuurstof krijgen die ze nodig hebben en waarbij de vissen voordeel hebben van het licht uit het orgaan, dat ze aan en uit kunnen laten 'knipperen' met behulp van bepaalde huidplooien. Tijdens een recent onderzoek, waarover een publicatie verscheen in PLOS ONE, werd waargenomen dat deze soort lantaarnvissen het licht gebruiken om scholen te vormen en vijanden te ontlopen.
Lees meer