En ny studie visar att växtmaterial med ursprung i arktisk havsis är väsentligt införlivade i marina livsmedelsbanor som används för uppehälle i lokala samhällen i regionen Beringstredet.

Studien som leds av forskare från University of Maryland Center for Environmental Science spårade ihållande biologiska föreningar som unikt genereras av mikroskopiska växter i havsis och fann att föreningarna finns närvarande i hela livsmedelsbasen. Forskningen har potential att visa vikten av havsisekosystem som matkälla i arktiska vatten i Alaska och därefter.

"Det är allmänt trott att förlusten av havshabitat kommer att få långtgående konsekvenser för arktiska ekosystem, säger huvudförfattaren Chelsea Wegner Koch, en forskarassistent och University of Maryland Center for Environmental Science.

"Eftersom havis bryts upp tidigare och bildas senare varje år, öppenvattenperioden expanderar och matkällorna förskjuts från havsisen och mot större andelar av öppet vatten. Denna produktion i avsaknad av havsis skiljer sig åt i kvalitet, kvantitet, och tidpunkt för leverans till havsbotten, " Hon sa.

Ansträngningar för att redogöra för de proportionella förändringarna i bidrag från isalger har varit ofullständiga på grund av avsaknaden av ett specifikt spårämne som definitivt kan tilldelas isalger snarare än fytoplankton i öppet vatten. De föreningar som når havsbotten som studerades är associerade med mat för en rad havsbotten som i sin tur ger mat till ekologiskt och kulturellt viktiga organismer, som skäggtätningen, Stillahavshvalross, gråval och glasögonfågel som föder på den grunda havsbotten.

Studien, publicerad i tidningen PLOS ONE med forskare från Clark University, Université Laval, och Scottish Association for Marine Science, använde sedimentprover som samlats in på fältet under forskningskryssningar i Bering- och Chukchihavet, samt prover som samlats in från en automatiserad sedimentfälla som ligger under isen som fungerar under vintern utanför Wainwright på Alaskas norra sluttning.

Fynd visade en övergång till mer beroende av havsismaterial i direkt relation till havsisens täckning, men att havsbiomarkörerna kvarstod året om och främst släpptes som snö som smälte på den isis täckning som fanns på vintern.

"Särskilt när havisens täckning minskar - och de senaste åren har blivit försumbar i norra Beringshavet - går vi in ​​i en ny era där vi måste använda metoder som detta för att utvärdera hur ekosystemet kommer att få de grundläggande byggstenar som behövs för att upprätthålla matnätet, inklusive mänskliga samhällen som är beroende av dem för livsmedelssäkerhet, "sa Koch.

Studien visade också att mat från is som snabbt når havsbotten, tyder på att när det finns betydande isöverdrag på vintern och våren, långsiktiga reserver av organiskt material kan förbli tillgängliga för havsbotten även om produktionen minskar.

"Dessa reserver kan buffra skiftande matkällor på kort sikt för organismer som lever inom yttersedimenten men som sannolikt kommer att bli otillgängliga i framtiden om nuvarande havsminskning fortsätter, "sa Koch.

Studien visar att i norra Beringshavet, havsbiomarkörerna indikerar jämförelsevis minimala tillförsel av isalger under de senaste åren och ett mer öppet vattendominerat system som kommer att gynna olika organismer än vad som har funnits i denna region tidigare. En sista konsekvens av arbetet är att det också potentiellt kan användas för att ge regionala insikter om paleoklimatindikationer av havisskydd eftersom havsisföreningarna kvarstår i sedimenten.

"Genom att införliva de omfattande befintliga datamängderna för regionens fysik och kemi, vi kan potentiellt förbättra tolkningarna av dynamiken i bioistern för havsis för att avslöja förändringar i havsis men också produktivitet som är relevant för långsiktiga klimatstudier i regionen, "sa Koch.

"Säsongs- och latitudinella variationer i deponering av havsisalger i norra Bering- och Chukchihavet bestämda av algbiomarkörer" publicerades i PLOS ONE av Chelsea Wegner Koch, Lee Cooper, och Jacqueline Grebmeier från University of Maryland Center for Environmental Science; Thomas Brown från Scottish Association for Marine Science; Catherine Lalande från Universite; Laval; och Karen Frey från Clark University.