Lake Baikal: hur klimatförändring hotar världens äldsta, djupaste sjö

Anonim

Baikal-sjön, världens äldsta, djupaste sjö, känner temperaturen för mänskligt inducerade klimatförändringar. Beläget i södra Sibirien, upptar Baikal en av de snabbaste uppvärmningsområdena på planeten, och därigenom har sjön själv varmare, säsongens is är närvarande under en kortare tid och har tunnare och dess vatten har blivit stratifierad under längre perioder. Dessa förändringar har redan påverkat sjöns mikroskopiska liv, inklusive fytoplankton och zooplankton.

Nu har vår nya forskning lämnat de första bevisen på att några av sjöns unika mikroskopiska växter utkompleras av arter som inte är unika för sjön, troligen på grund av klimatförändringar. Även om dessa ekologiska förändringar är så begränsade till södra bassängen av Baikal-sjön, kan de fungera som en tidig varningssignal om vad som kan hända över resten av sjön under de kommande årtiondena.

Historia bevaras i lera

För att placera moderna ekologiska observationer i ett längre och längre perspektiv såg vi på leran som ackumuleras vid botten av sjön. Detta bevarar en miljöhistoria som med omsorgsfull insamling och analyser kan användas för att avslöja förändringar i sjöns ekologi.

Vi var speciellt intresserade av att undersöka långsiktiga trender i en nyckelgrupp av organismer som kallas diatomer. Dessa små alger är osynliga för blotta ögat, vilket är bara en femtedel av det mänskliga hårets bredd.

Huvuddelen av energin i Baikalas matwebb kommer i slutändan från fotosyntes av dessa små diatomer. De är också särskilt användbara för att rekonstruera långsiktiga förändringar i sjöns ekologi, eftersom de har skal av silika, samma material som glas, vilket gör att deras fossiler kan bevaras i sjöslammet.

Vissa diatomer är mer anpassningsbara

Liksom hos de flesta växter och djur som finns i Baikal är dessa diatomer främst endemiska - det vill säga de finns inte någon annanstans i världen. Bakom 2006 förutspådde en av oss (Anson) att klimatförändringarna skulle leda till en nedgång i Baikalas stora, tunga, långväxande, endemiska diatomiska arter, eftersom de snabbt skulle sjunka ut från fotzonen när sjön blev alltmer stratifierad. Hans arbete föreslog att de skulle ersättas av mindre, lättare och snabbare växande arter (både endemiska och de som finns på annat håll), som bättre tolererar mer stratifierat vatten.

I den aktuella undersökningen satte vår kollega Sarah Roberts ut för att testa den här hypotesen som en del av hennes doktorand genom att extrahera "kärnor" från lera längst ner på sjön för att se vilka diatomer som tidigare år.

Våra resultat var överraskande. I södra Baikal-sjön visade våra data att en betydande förändring av diatomen inträffade i början av 1970-talet, samtidigt som sjön började värma och isen tunnas.

Som förutspåddes uppträdde denna förändring av en minskning av diatomer med tjocka tunga skal, tillsammans med en ökning av snabbare växande arter med lättare skal, såsom Synedra acus, fann en art också växer i många andra sjöar över hela världen.

Vad vi inte förväntade oss var minskningen av andra lättare, endemiska arter som Crateriportula inconspicua.

När de tunga diatomerna sjunker i överflöd, är uppladdad kiseldioxid som behövs för att göra sina glasskal nu tillgänglig för andra diatomer att använda. Men eftersom S. acus kan tolerera högre vattentemperaturer med snabba tillväxthastigheter, klarar den snabbt de andra mindre endemiska diatomen.

Varför det här är viktigt

Varför är detta viktigt? Klimatförändringar bråkar redan med ekosystem i andra stora, gamla sjöar, till exempel Tanganyikasjön i Östafrika. Vad som händer med plankton har en knock på effekten på matbanan, vilket leder till att fisken kämpar och i sista hand de människor som är beroende av ekosystemet för deras försörjning.

Den ökande dominansen av icke-endemiska diatomärarter i Baikal-sjön har potential att störa sjöns egen matbana genom förändringar av de typer av zooplankton och annan fauna som matar sig på Baikal-diatomer, vilket i sista hand kan påverka de endemiska fiskarter som matas på djurparken själva.

På andra ställen i sjön ser vi också en ökning av algmattor längs kusten, kopplad till obehandlat avlopp från kuststäderna. Att interagera stressorer från både näringsanrikning längs Bajaksjön och ökande ytvattentemperaturer och stratifiering från klimatförändringar kan ha otäta konsekvenser för biologisk mångfald i ett av världens unika ekosystem.