Klimaatverandering, die wordt gekenmerkt door stijgende temperaturen, een stijgende zeespiegel en een toenemende zuurgraad van de oceanen, vormt een existentieel risico voor talloze diersoorten over de hele wereld. Voor soorten zoals de Antarctische Adéliepinguïn zouden het verdwijnen van het zee-ijs en de stijgende zuurgraad en temperaturen in de komende jaren tot hun uitsterven kunnen leiden. Aan de hand van 30 jaar aan satellietbeelden van de Landsat-missie van NASA/USGS heeft een team van onderzoekers de eetgewoonten van deze pinguïnsoort bestudeerd door de verspreiding en kleur van hun uitwerpselen over Antarctica te analyseren.
Hun onderzoek, dat is gepubliceerd in een studie in Current Biology, is een belangrijke primeur voor de aardwetenschappen, waarbij observaties vanuit de ruimte werden gebruikt om de voedselketen en populatiedynamiek op continentale schaal in kaart te brengen. Hun conclusies waren alarmerend: ze wijzen erop dat de opwarming van de aarde en het slinkende zee-ijs het voedingspatroon van de pinguïns veranderen, met gevolgen voor hun gezondheid en levensduur. Hun bevindingen bieden meetbare inzichten in hoe het voedingspatroon en de populaties van pinguïns samenhangen met de gevolgen van klimaatverandering. Het onderzoeksteam stond onder leiding van Clemson University en bestond uit onderzoekers van Stony Brook University, UC Santa Cruz, NASA en andere instellingen. Voor hun onderzoek analyseerden ze de kleur over het zichtbare en infrarode spectrum om een ‘spectrale signatuur’ van guano te verkrijgen. Op basis van de kleur reconstrueerde het team het voedingspatroon van Adéliepinguïns van 1984 tot 2013. Dit werd gecombineerd met monsterafnames bij pinguïnkolonies, die in het laboratorium werden geanalyseerd om de spectrale eigenschappen te meten.
Vervolgens voerden ze een analyse van stabiele isotopen uit op deze monsters om vast te stellen of het dieet van de pinguïns meer uit krill of meer uit vis bestond. Dit is met name belangrijk omdat Adéliepinguïns zich in gebieden met meer zee-ijs doorgaans voeden met vis, maar meer krill eten in regio’s waar het zee-ijs is afgenomen. Het in kaart brengen van de voedingspatronen van de soort diende dan ook als een nuttige indicator voor bredere veranderingen in de Antarctische ecosystemen als gevolg van de gevolgen van klimaatverandering. Met de gecombineerde gegevens kon het team een model ontwikkelen dat uitwerpselen-spectra koppelt aan het dieet, dat ze vervolgens toepasten op Landsat-beelden.
Dit onderzoek is het eerste waarin satellietwaarnemingen worden gebruikt om de dynamiek van voedselketens op continentale schaal over een periode van tientallen jaren te meten. Voorheen was het bestuderen van voedselketens en populatiedynamiek in heel Antarctica moeilijk vanwege de enorme omvang van het continent, de afgelegen ligging en de logistieke uitdagingen van het werken in een ijskoude en winderige omgeving. Hoewel onderzoekers in sommige kolonies monsters konden verzamelen en populaties konden monitoren, was het onmogelijk om elke kolonie gedurende tientallen jaren herhaaldelijk te bemonsteren. Dit onderzoek laat ook zien hoe satellieten voor aardobservatie wetenschappers in staat stellen om veranderingen in het milieu en de gevolgen daarvan voor lokale diersoorten te volgen. Met behulp van Landsat-beelden heeft het team gedurende tientallen jaren pinguïnkolonies over het hele continent bestudeerd om hun voedingspatronen in kaart te brengen. Dr. Casey Youngflesh, universitair docent aan de Clemson University, zei hierover: Dankzij satellieten konden we iets doen wat anders onmogelijk zou zijn geweest. De innovatie zat niet in de satelliettechnologie zelf, maar in de mogelijkheid om deze decennia aan satellietbeelden te combineren met moderne geochemische, statistische en computationele hulpmiddelen. Niemand had bedoeld dat deze satellieten zouden worden gebruikt om pinguïns te monitoren, maar nu kunnen we ze op deze nieuwe manieren inzetten.
De bevindingen van het team hebben verstrekkende gevolgen voor het voortbestaan op lange termijn van Adéliepinguïns. Hoewel ze tot de toproofdieren van Antarctica behoren, is hun dieet beperkt tot een paar prooidiersoorten, voornamelijk Antarctische zilvervis en krill. Krill is niet alleen minder voedzaam dan vis, maar wordt in sommige delen van het continent ook steeds schaarser als gevolg van stijgende temperaturen en een toegenomen consumptie door zeehonden- en walvispopulaties (die zich momenteel herstellen). In de jaren sinds de onderzoeksperiode hebben wetenschappers grootschalige afnames en recordlage niveaus van het Antarctische zee-ijs waargenomen. Als die afnames doorzetten, zullen Adéliepinguïns wellicht moeten overschakelen op een dieet dat meer door krill wordt gedomineerd, met alle gevolgen van dien voor hun overleving op de lange termijn. Medeauteur Michael J. Polito, hoogleraar oceaanwetenschappen aan de UC Santa Cruz, zei hierover:
Adéliepinguïns zijn een iconische soort die overal op het Antarctische continent broedt. Ze fungeren als een ‘kanarie in de kolenmijn’, en onze studie illustreert hoe de recente opwarming de Antarctische mariene voedselketen heeft verstoord waarvan ze afhankelijk zijn, ten koste van veel van hun populaties. We hebben de pinguïns vanuit de ruimte geobserveerd met behulp van satellietbeelden om te achterhalen wat ze overal op Antarctica eten, om zo hun voedingspatroon en de reactie van de populaties op de recente klimaatverandering te helpen verklaren. Antarctica heeft de afgelopen decennia snelle milieuveranderingen doorgemaakt, en deze aanpak biedt ons een nieuw en krachtig hulpmiddel om te begrijpen hoe dit de pinguïns heeft beïnvloed.
Bron: Universe Today
