Miljöstörningar som El Niño skakar upp det marina näringsnätet utanför södra Kalifornien, ny forskning visar, motverkar konventionellt tänkande att hierarkin av vem-äter-vem i havet förblir i stort sett konstant över tiden.

Den nya forskningen publicerad i tidskriften Vetenskapens framsteg undersökte hudcellerna hos vanliga delfiner efter kemiska ledtrådar om längden på den marina näringskedjan, som börjar med litet plankton och fortsätter när arter äter dem, och andra arter äter dessa arter. Stora rovdjur som delfiner upptar toppen av näringskedjan, deras celler bär kemisk information från alla arter under dem.

Många forskare har länge ansett att längden på näringskedjan i öppet hav är relativt stabil, med ungefär samma djurarter som livnär sig på varandra genom tiden. Men de kemiska signaturerna i huden på delfiner från södra Kalifornien som samlats in under två decennier visar nu annat, rapporterar forskare från NOAA Fisheries, Moss Landing Marine Laboratories och Scripps Institution of Oceanography.

"Vi dokumenterade för första gången markanta förändringar i den pelagiska näringsvävens längd som svar på olika naturliga och antropogena relaterade stressfaktorer, " sa huvudförfattaren Rocio I. Ruiz-Cooley, tidigare från NOAA Fisheries' Southwest Fisheries Science Center och nu på Moss Landing Marine Laboratories. "Detta säger oss att näringsväven är väldigt dynamisk, och avslöjar förändringar med ekosystemet runt det."

Fyndet hjälper forskare att förstå ekosystemets hälsa och motståndskraft, Hon sa. En längre näringskedja är mer typiskt, och speglar en relativt mångfaldig gemenskap, medan kortare kedjor uppstår under extrema miljöförhållanden och tyder på en minskning av den mångfalden.

Under starka klimatstörningar som 1997-1999 El Niño Southern Oscillation som inkluderade århundradets mest intensiva El Niño-händelse, som förde ovanlig uppvärmning till den amerikanska västkusten, näringskedjan i Kaliforniens ström förkortades kraftigt, fann forskarna. Det sammanföll med minskningar i havsproduktiviteten som minskad tillväxt av plankton, minskningar av vissa fiskar och fåglar och utökat utbud av vissa arter som jumbo bläckfisk, kanske när de letade efter brist på mat eller följde gynnsamma temperaturer.

"Dessa förändringar i livshistoriska egenskaper och populationsdynamik minskade och/eller tog sannolikt bort populationer av många arter, inklusive viktiga komponenter i näringsväven, " i sin tur krymper näringskedjan, skrev forskare i den nya rapporten. Rovdjur kan ha förvärrat denna påverkan när de livnärde sig på det som fanns kvar och minskade längden på näringskedjan som stödde dem. Även om vissa arter som maneter och manteldjur som salp kan föröka sig snabbt för att fylla sådana luckor, de ger så lite näring att de flesta rovdjur inte förföljer dem och näringskedjan förblir kort.

Forskningen visar att topprovdjur som den vanliga delfinen kan fungera som viktiga indikatorer på längden på näringskedjan, vilket i sin tur ger insikt i ekosystemet, sa Ruiz-Cooley. Studien byggde på Southwest Fisheries Science Centers samling av hudvävnadsprover som samlats in från delfiner som oavsiktligt intrasslade i nät utanför södra Kalifornien från 1991 till 2008, belysa värdet av den samlingen över tid.

"Denna forskning, och de resultat den har gett, illustrera det stora värdet av denna tidsserie som återspeglas i cellproverna, sa Lisa Ballance, chef för vetenskapscentrets avdelning för marina däggdjur och sköldpaddor, och medförfattare på detta papper. "När tekniken går framåt, vi kan extrahera ännu mer information från tidsserien som ett fönster in i det förflutna, och en baslinje för att ta itu med morgondagens nya problem."