Leven onder het winterse zee-ijs van de Weddell Zee

Foto: De vlokreeft of amphipod Eusirus microps voelt zich wel thuis onder het ijs (genomen door Jan Andries van Franeker)

Jaarlijks groeit en smelt het zee-ijs van de zuidelijke oceaan. Aan het eind van de winter, is ongeveer 20 miljoen km2 van de zuidelijke oceaan bedekt met ijs. Aan het eind van de zomer is daar nog ongeveer 4 miljoen km2 van over.

Als het zeewater bevriest en ijs zich vormt dan wordt het zout uitgescheiden, wat zich vervolgens ophoopt in kleine kanalen in het zee-ijs. Ook algen en andere kleine organismen worden tijdens de ijsvorming ingesloten in de kanalen van het zee-ijs. Naarmate de tijd vordert loopt het zout uit de kanalen het onderliggende water in. Hierdoor wordt het oppervlakte water zouter. Hoe zouter het water, hoe zwaarder het wordt waardoor het gaat zinken. De algen die nog in het water zitten, en niet zijn ingesloten door het zee-ijs, zinken mee en komen dan in dieper water terecht. Hier is er voor de algen, mede door het overliggende ijs, niet voldoende zonlicht waardoor ze niet kunnen groeien. Vandaar dat er in de winter bijna geen algengroei is in het zeewater maar alleen in het zee-ijs. Dit heeft gevolgen voor de voedselketen omdat de algen de bodem van de voedselketen vormen.

De kleine dieren die in de zuidelijke oceaan leven, zoals bijvoorbeeld roeipootkreeftjes (copepoden), het garnaalachtige krill, vlokreeften (amphipoden) en kwallen moeten zich dus aanpassen aan grote schommelingen in voedselaanbod tussen seizoenen. Sommige organismen doen dat bijvoorbeeld door in de zomermaanden vetreserves op te bouwen waarmee ze de winter overleven of door hun metabolisme in de winter op een laag pitje te zetten waardoor ze maar weinig voedsel nodig hebben. Andere dieren gebruiken de algen en andere kleine organismen uit het zee-ijs als voedselbron.

Uit eerder onderzoek met de SUIT, waarmee de bovenste twee meter van het water direct onder het ijs bevist kan worden, is al gebleken dat de gemeenschap aan dieren die direct onder het ijs leven verschilt van die in diepere waterlagen. Dit onderzoek werd uitgevoerd over verschillende seizoen in de Lazarev Zee waaruit bleek dat sommige dieren het hele jaar door met het zee-ijs zijn geassocieerd, terwijl andere alleen in bepaalde seizoenen in de oppervlakte blijven. De dieren hebben hun levenscyclus op verschillenden manieren aangepast aan de grotere veranderingen die plaatsen vinden in hun leefgebied tussen de seizoenen. Echter, doordat de zuidelijke oceaan zo’n onbegaanbaar gebied, is er vooral over het leven in de wintermaanden weinig bekend.

Carmen David en collega’s publiceerden hun bevindingen met de SUIT in de winterse Weddell Zee. De Weddell Zee wordt gezien als een deel van de Zuidelijke Oceaan dat erg rijk is aan leven. Een hoge diversiteit aan soorten werd gevonden in het oppervlakte water onder het ijs. Er waren verschillenden soorten roeipootkreeftjes, waarvan sommige in grote hoeveelheden, jonge Antarctische krill en relatief veel verschillenden soorten vlokreeften. Er waren weinig volwassen krill en geen inktvissen en vislarven, die in de Lazarev Zee wel in de winter te vinden waren.

Als de lente begint en temperaturen beginnen te stijgen dan begint het zee-ijs te smelten. De organismen die de winter in het zee-ijs hebben doorgebracht komen doordat het ijs smelt weer in het onderliggende zeewater terecht. Doordat de omstandigheden hier goed zijn beginnen de algen vaak op te bloeien. Uit andere onderzoeken is gebleken dat dit vaak tot gevolg heeft dat het aantal kleine dieren in het zeewater ook stijgen; er is meer voedsel voor ze.

In de Weddell Zee werd echter het tegenovergestelde gevonden. Aan het eind van de expeditie in de lente, toen het zee-ijs al was begonnen met smelten, werden dezelfde soorten over het algemeen onder het ijs gevonden maar in veel lagere hoeveelheden. Een mogelijk oorzaak hier van is dat het zee-ijs minder belangrijk werd voor bijvoorbeeld voedselvoorziening en dat de diertjes zich over diepere waterlagen verspreidden, buiten het bereik van de SUIT. Dit onderzoek levert belangrijke informatie over de manier van overwinteren en het gebruik van zee-ijs door kleine dieren in de Zuidelijke Oceaan. Het verbeterd ons begrip over wat er met deze kleine dieren en de daarvan afgeleide voedselketens gebeurd als er veranderingen in zee-ijs bedekking plaats vind, bijvoorbeeld als gevolg van klimaatverandering.

Publicaties

Carmen David, Fokje Schaafsma, Jan Andries van Franeker, Benjamin Lange, Angelika Brandt en Hauke Flores (2016). Community structure of under-ice fauna in relation to winter sea-ice properties from the Weddell Sea. Polar Biology.

Hauke Flores, Jan Andries van Franeker, Boris Cisewski, Harry Leach, Anton P. van de Putte, Erik H.W.G. Meesters, Ulrich Bathmann, Wimm J. Wolff (2011). Macrofauna under sea ice in the open surface layer of the Lazarev Sea, Southern Ocean. Deep-Sea Research II 58, 1948 – 1961.