https://frosthead.com

Hvordan et team af nedsænkede bundne videnskabsfolk omdefinerede reef økosystemer

Tropiske ferierende ved godt, at korallrevene i Caribien er hjemsted for hundreder på hundredvis af unikke og smukke fiskearter. Men hvad du kan se med en snorkel og maske eller endda fuld scuba-udstyr, begynder ikke at dække bredden i livet, der er til stede i disse marine biologiske vidunderlande. For korrekt at udforske, er du nødt til at roret en dybdykning nedsænket udstyret med avancerede værktøjer - nøjagtigt den slags køretøj, som forskningszoolog Carole Baldwin fra National Museum of Natural History kommandoer med sit team ud af øen af Curaçao.

Relateret indhold

  • Lyser havets myldrende skumringszone, inden det forsvinder

Den rummelige fem-personers sub blev udtænkt og bestilt af den lokale forretningsmand og scuba-junkie Adriaan "Dutch" Schrier i anledning af hans 60-årsdag, som et middel til mere sikker adgang til dybt vand i hans senere år. Med sin bulbous gennemsigtige cockpit og søde orange-hvide malingsopgave ville det finurlige håndværk Jacques Cousteau - eller Steve Zissou - være stolt. I stand til at falde ned til dybder på op til 1.000 fod, var dens potentielle nytteværdi som videnskabeligt værktøj øjeblikkeligt tydeligt for ejeren.

Siden 2011 har Schrier givet nedsænket adgang til Carole Baldwin og hendes kolleger Smithsonian-forskere, medlemmer af Deep Reef Observation Project (DROP). Døbt Curasub har fartøjet lavet regelmæssige dyk langs en artsrig hældning ved øens kyst. Hvad Baldwin og de andre har observeret har forstyrret de grundlæggende forestillinger om revbiologi og dens distribution.

I et netop offentliggjort Nature- papir med titlen "Under det mesofotiske" lagde Baldwin og hendes coauthors store revisioner af det zonale klassificeringssystem, som videnskabsfolk længe har brugt til at beskrive revøkosystemer. Mens den fremherskende opfattelse blandt havbiologer var, at fisk fra den mesofotiske (”mellemlys”) zone pludselig gav plads til dybhavsfuna på en dybde på omkring 500 fod, antyder et stort datasæt Baldwin udarbejdet med Curasub kraftigt andet.

Efter at have samlet 4.500 forskellige dybdeobservationer af mere end 70 fiskearter langs Curaçao-reefhældningen, udpegede DROP-teamet disse datapunkter grafisk og udsatte dem for klynge-analyse, idet de bestemte omfanget af forskellige grupper af fiskearter og forbinder dem med diskrete dybdeområder . Hvad forskerne havde observeret under den mesofotiske zone, var ikke de forventede dyphavsfisk, men snarere et ikke-anerkendt samfund, som det hele var.

Curaçao dybe rev faunal zoner Baldwins opdaterede opdeling af faunazoner i det dybe rev ud for Curaçao. (Federico Cabello, Kevin Bryant, CC Baldwin, DR Robinson, L. Tornabene)

”Da vi kiggede på vores data, ” siger Baldwin, ”vi kom ud med ikke kun denne mesofotiske klynge, men hele denne anden klynge omkring 400 til 1.000 fod under overfladen.” Baldwin og hendes medforfattere opfandt et navn på denne region : den sjældne fotiske zone (“knap lys”).

”Den mesofotiske overgår ikke til dybhavet, ” siger Baldwin - bevisene er afgørende. ”Der er en tidligere ikke anerkendt zone, der bygger bro mellem disse to. Det er, hvad denne nye rariphotiske zone er. ”

Mange af arterne i det sjældne var ikke kendte og krævede on-the-fly-mærkning og klassificering af videnskabsteamet. I det store og hele var fiskene her meget tættere beslægtet med lavvandede revfisk end dyberhavets væsener. ”Vi så ikke kvægfisk og viperfisk og andre dybhavs-ting, ” siger Baldwin.

Inden for det rariphotiske fastlagde holdet to adskilte, men beslægtede underklynger af arter, hvilket førte til en "øvre rariphotisk" og "nedre rariphotic" dikotomi pænt spejlet den øvre og nedre mesofotiske. Denne opdeling kan dog være genstand for revision, efterhånden som det fulde omfang af det rarifotiske bliver kendt. Lige nu er holdet sikker på, at den nyligt navngivne zone trænger ned til mindst 1.000 fod i dybden - men det er meget muligt, at sjældne arter ikke giver plads til dybhavsfisk, indtil et punkt markant ud over det.

Af hensyn til færdiggørelsen opfandt teamet også et navn på den tidligere anonyme region, der strækker sig fra overfladen til en dybde på 130 fod: den altifotiske zone ("højt lys").

Rariphotiske arter En prøve af de mange farverige arter, der kalder den rarifotiske zone deres hjem. (CC Baldwin, DR Robinson, Patrick Colin)

Mens Baldwin er spændende alene, er det også sandsynligt, at Baldwins gennemgang af det zonale klassificeringssystem bane vejen for en mere nøjagtig opfølgningsvidenskab - især forskning om temperaturpåvirkning på fiskes vandrende bevægelser.

DROP-teamet har overvåget temperaturen i farvande ved Curaçao siden næsten projektets start. Elleve oceanografiske termometre med mellemrum mellem 50 og 800 fod har kontinuerligt leveret temperaturdata på revhældningen i årevis. Nu, med alle de nye arter og dybdedata, der er lagt ud i den sjældne fotografiske undersøgelse, har Baldwins kohort en vidunderlig mulighed for at anvende sine temperaturdata på en måde, der tidligere var umulig.

”Vi begynder at overlægge temperaturdataene for disse dybdeprofiler af fiskearter, ” siger Baldwin, ”for at prøve at komme med hver arts foretrukne temperaturregime. Det, vi gerne vil vide, er, om fiskearter bevæger sig dybere som svar på det varme overfladevand. ”

Det har været veletableret i den nylige litteratur, at fisker er i stand til at ændre breddegrader som svar på stigende temperaturer, men Baldwin vil vide, om fiskene i nærheden af ​​ækvator - for hvem undslippe overskydende varme på denne måde ville være mindre gennemførligt - skifter dybder i stedet.

”Hvis du bor i troperne, ” siger Baldwin, ”skal du muligvis gå en lang afstand nord eller syd for at komme til køligere farvande, men du skal kun gå et par meter dybere.” DROP har allerede afsløret gobyarter, der for længe siden forgrenet sig fra deres lavvandede forfædre for at gå ned til køligere farvande, så Baldwin mener det er sandsynligt, at moderne fisk gør det samme som svar på klimaændringer. Klassificeringen af ​​den rariphotiske zone vil gøre sådanne migrationsmønstre meget lettere at opdage og forstå.

Lige spændende for Baldwin er den hyppige opdagelse af nye arter i regionen, som fortsætter med at fortsætte i dag og kun er sandsynligvis at rampe op, da teamet tager Curasubfeltture længere og længere fra Curaçao-fastlandet. Hvor det engang var begrænset til et forsvindende lille operationelt havbund (ca. en tiendedel af en kvadratkilometer i området) langs Curaçao-reefhældningen, har teamet nu adgang til et stort skib, som de kan trække Curasub til destinationer, de vælger . I betragtning af den fantastiske mangfoldighed i livet, som DROP har afsløret, selv i sin smalle udsnit af Curaçaos rev, er disse ture helt sikkert med til at dukke op masser af friske fund ned ad vejen.

(En for nylig opdaget Curaçao-art, som Baldwin er opsat på at døbe, er en slående, sjælden sjøbass i slægten Baldwinella, som ichthyologer Phil Heemstra og Bill Anderson titlede til hendes ære i 2012. ”Jeg vil sandsynligvis navngive den til en meget stor donor, "Siger Baldwin med en latter, " det er en virkelig smuk fisk. ")

Baldwin har udforsket havene i et stykke tid nu, men hendes lidenskab for marinbiologi glider ud. Hun står for dybden, siger hun, ”Mere end 95 procent af det beboelige areal på planeten er i verdenshavene. Og vi har udforsket mindre end fem procent af det. For mig er det bare utroligt. ”

”Artikler som denne i naturen hjælper folk med at forstå, hvor lidt vi ved om havet, ” siger Baldwin. ”Og når vi beskriver nye arter, så lader folk vide, at der stadig er et pæls af meget at lære.”

Hvordan et team af nedsænkede bundne videnskabsfolk omdefinerede reef økosystemer