Klimatförändringar och andra yttre krafter orsakar snabba förändringar i det marina samhället i Japans kustekosystem. Bättre förståelse för artfördelningsdynamik, som drivs av dessa faktorer, kan förbättra bevarandeinsatser och hantering av klimatförändringar.

National Institute for Environmental Studies, Hokkaido universitet, och National Institute of Polar Research har för första gången visat att den kombinerade effekten av klimatuppvärmning, dominerande polströmmande ytströmmar, och avskogning av påträngande växtätande fisk ligger bakom de snabba samhällsskiften från tempererade makroalger till tropiska koraller som äger rum i Japans tempererade kustvatten. Studien belyser behovet av proaktiv ledning som anpassar sig till nuvarande och framtida klimatförändringar, och kan hjälpa till att bevara makroalger och korallrev.

Makroalger och koraller är stora livsmiljöbildande organismer som stöder hög biologisk mångfald och tillhandahåller viktiga ekosystemtjänster till människor. I Japan, varmvattenkoraller är huvudsakligen associerade med de subtropiska vattnen på dess södra öar, medan baldakinbildande alger är vanligare i de relativt kallare tempererade vattnen i centrala Japan. Under de senaste åren har dock, klimatuppvärmning har gjort det möjligt för koraller att expandera sin fördelning till den uppvärmda tempererade zonen, där fördelningen av de mindre dispersiva makroalgerna krymper.

"Denna" tropisering "av tempererade marina samhällen är inte ett isolerat fenomen. Det händer på olika platser runt om i världen, som i Australien, Medelhavet eller till och med i Arktis, där det kallas 'borealisering' istället, "säger assistentprofessorn vid Hokkaido -universitetet Jorge García Molinos från forskargruppen." Faktum är att det är en naturlig följd av klimatuppvärmning vid biogeografiska övergångszoner där flera arter lever vid eller nära deras utbredningsgränser, som i vårt fall med koraller och kelps. "

Annat än effekten av uppvärmning, detta fenomen har kopplats till expansionen av tropiska växtätande fiskar, associerad med korallerna, och poleward-flödande, varma havsströmmar som underlättar expansion av både fisk och korall till tempererade zoner. Dock, detta är den första studien som tittar på sambandet mellan alla dessa faktorer på en multislag, samhällsnivå.

För att förklara detta fenomen, forskarna undersökte 439 dokument som innehåller tiotusentals poster (främst 1950-2015) som beskriver förekomsten av makroalger, korall- och växtätande fisk över den japanska skärgården. Med hjälp av denna rika historiska databas, de rekonstruerade förändringarna i fördelningen av huvudarten, som sedan var relaterade till långsiktiga variationer i rumsmönster för havstemperaturer och strömhastighet med hjälp av statistiska modeller för att analysera effekterna av klimatförändringar och havsströmmar på samhällsskift.

Resultaten visade att korall och fisk utökade sina fördelningsområden snabbare och längre än makroalger. Makroalgernas expansion i norr överträffades av krympningen av deras intervall i söder, medan de södra gränserna för de flesta korallernas intervall förblev oförändrade. Dock, alla arter visade sig förskjuta sin utbredning långsammare än uppvärmningshastigheten. Som förväntat, sådana förändringar i samhället observerades mestadels i zoner längs Kuroshio- och Tsushima -strömmarna, särskilt områden runt öarna Kyushu och Shikoku, och främst förknippad med en ökning av betet av tropiska växtätande fiskar. Ändå, modellprognoser för de kommande decennierna tyder på en betydande ökning av sannolikheten för att dessa händelser inträffar någon annanstans längs östra och västra kusten i centrala Japan. De föreslår också att konkurrensen mellan arter kommer att öka som en drivmekanism bakom samhällsskiften.

När den globala uppvärmningen fortskrider, levande organismer migrerar till livsmiljöer med en lämpligare temperatur. Dock, för vissa mindre rörliga organismer kan den nuvarande takten i klimatförändringen visa sig för snabb. "Denna studie visar storleken och komplexiteten av inflytande som klimatförändringar har på makroalger och korallrev och vikten av att ta itu med dessa frågor ur ett mångartsperspektiv, "säger Hokkaido University Docent Masahiko Fujii, som också deltog i studien. "Vi tror att denna information kan användas för att informera proaktiv anpassning till klimatförändringar och bevara både makroalger och koraller."