En brist på sommarnäring som ett resultat av vårt förändrade klimat har bidragit till en minskning med 50% av det viktiga nordöstra atlantiska planktonet under de senaste 60 åren.

Ny forskning, publiceras i Global förändringsbiologi , visar att större, näringsrikt plankton – avgörande för att stödja fisk, havsfåglar och marina däggdjur - ersätts av små, primärproducenter som är av sämre livsmedelskvalitet.

Förändringar från molnigare och blötare somrar till längre perioder med solsken och torka har lett till minskad järn- och näringstillförsel till ytvattnet. Detta resulterar i en ökad period av suboptimala utfodringsförhållanden för djurplankton vid en tid på året då deras metaboliska efterfrågan är som störst.

I vissa områden, stora växtplankton ersätts nästan helt av pikoplankton, speciellt cyanobakterien Synechococcus, som blomstrar när järn- och kvävehalterna i ytvattnet är mycket låga.

Dock, dess lilla storlek och brist på viktiga biomolekyler betyder att den inte kan fungera på samma sätt som större, mer näringsrikt växtplankton – en viktig primär producent av omega-3 – och kan inte upprätthålla havslivsnäten på ett effektivt sätt.

Med Synechococcus framträdande från tropikerna till Arktis, och dess överflöd ökar över hela världen, forskare föreslår att konkurrensen om knappa sommarnäringsämnen kommer att bli en nyckelkraft för att strukturera havslivsnät. Hyllhaven ger cirka 80% av världens vildfångade skaldjur, och förändringar i deras produktivitet kommer att ha stora effekter på människor.

Studien leddes av forskare vid University of Plymouth (finansierad genom Natural Environment Research Councils Shelf Sea Biogeochemistry Programme), arbeta med kollegor från Plymouth Marine Laboratory, Marinbiologiska föreningen, och University of Southampton. Den samlade experter från en rad områden, inklusive spårmetallanalys, plankton taxonomi, och satellitdata.

Huvudförfattare Dr Katrin Schmidt, en planktonekolog vid University of Plymouth's School of Geography, Jord- och miljövetenskap, sa:"Zooplankton som copepoder anses vara ledstjärnor för klimatförändringar, och ~50% nedgång i deras överflöd under de senaste sex decennierna är oroande. Vår studie är den första som tillhandahåller en mekanism för en så omfattande nedgång, och denna förståelse är avgörande för att projicera framtida svar på klimatförändringar. Vi måste också utforska de större effekterna och om den förändrade näringsförsörjningen kan, till exempel, leda till minskningar av omega-3 inom hela näringskedjan."

Studien baserades på ett område som mäter 2, 000 km gånger 1, 500 km i nordöstra Atlanten, och använde en kombination av data genererad av satelliter och MBA:s undersökning av kontinuerlig planktoninspelare (CPR). Det gjorde det möjligt för forskare att identifiera trender på både längre och kortare sikt, den rumsliga omfattningen av eventuella förändringar och de månader som påverkas mest.

Den använde också intensiva fältobservationer av växtplanktonsamhället och, genom att koppla ihop de två skalorna, gav en konceptuell modell för varför den klassiska livsmedelsbanan alltmer hotas i tempererade kust- och hyllområden.

I kombination, både satellit- och HLR-data visar liknande förändringar över längre (1958-2017) och kortare (1997-2018) sikter. Mellan maj och augusti/september dessa år, antal kiselalger, dinoflagellater och totala copepoder har alla minskat, medan andelen av pikofytoplankton har ökat.

Medförfattare Dr. Luca Polimene, Senior Marine Ecosystem Modeller på Plymouth Marine Laboratory, sade:"Den ökande dominansen av små växtplanktonarter kan ha en bred inverkan på det marina ekosystemet. Annat än att förändra näringskedjan som föreslås i denna studie, det kan också förändra den biologiska kolpumpen och ändra havets kapacitet att lagra kol. Vi måste se till att skiftet mellan stora till små växtplanktonarter är väl fångad av marina ekosystemmodeller om vi på ett tillförlitligt sätt vill simulera framtida hav."

David Johns, Chef för Continuous Plankton Recorder Survey, tillade:"Medan HLR-undersökningen tar prov på det större planktonsamhället, nedgångar i vissa nyckelgrupper under de senaste decennierna kan kopplas till förändringar i den minsta plankton som drivs av klimatförändringar. Vi har tidigare bevittnat direkta klimatpåverkan på planktonsamhället, från säsongsvariationer (temporär) till storskaliga rörelser (rumsliga), via temperaturförändringar. Den här studien visar på en genomslagseffekt genom näringsväven, och det är bara genom att fortsätta vår övervakning som vi kommer att identifiera flera stressfaktorer som påverkar vår marina miljö, och förhoppningsvis upprätthålla och skydda våra produktiva hav. "