Den globala uppvärmningen ökar temperaturen i sjöar världen över – hittar arter de temperaturer de behöver för att överleva? Forskare ledda av forskare vid Leibniz Institute of Freshwater Ecology and Inland Fisheries (IGB) har kvantifierat de långsiktiga temperaturförändringarna i 139 sjöar världen över. Dessa sjöar representerar cirka 69% av jordens sötvattenshabitat i volym. Forskarna analyserade förändringar i termiska livsmiljöer - de temperaturförhållanden som arter behöver för att överleva. De fann att när sjöarna blir varmare, arter kommer att behöva flytta till olika djup eller årstider för att hitta lämpliga termiska livsmiljöer. Men inte alla arter kommer att kunna skifta. Studien publicerades idag i Naturens klimatförändringar .

De flesta vattenlevande arter är ektotermiska – det vill säga deras kroppstemperaturer anpassar sig till den omgivande temperaturen i vattnet. I detta sammanhang, varje art har sitt eget individuella temperaturintervall till vilket dess kropp fungerar. Temperaturen avgör därför till stor del var och när arter kan leva i sjöar.

Forskarna studerade hur termiska livsmiljöer i sjöar förändras - krymper eller expanderar - som svar på klimatförändringar. Att göra så, de analyserade mer än 32 miljoner temperaturmätningar på olika vattendjup – så kallade djupprofiler – från 139 sjöar världen över. De definierade temperaturförändringar i livsmiljöer som skillnaden mellan nuvarande sjötemperaturer jämfört med en tidigare baslinjeperiod. Termisk habitatförändring kvantifierades som andelen termiska habitat som gick förlorade eller vunnits när man jämförde dessa två tidsperioder.

För mindre anpassningsbara arter, livsmiljöer minskar med nästan 20 procent

Långvarig temperaturförändring resulterade i en genomsnittlig skillnad på 6,2 % mellan termiska livsmiljöer i baslinjen (1978–1995) och nuvarande perioder (1996–2013) och den termiska skillnaden ökade till i genomsnitt 19,4 % för hypotetiska arter som var begränsade av säsong och djup.

"Arter kommer att behöva ändra sitt djup eller årstidsvariation för att möta sina termiska krav när sjöarna blir varmare. Det kanske inte är något problem för generalistarter med en bredare temperaturtolerans, men inte alla arter är så anpassningsbara" förklarade Dr Benjamin Kraemer, första författaren till studien från IGB.

Sjöar är som öar eller bergstoppar – det är ofta svårt att undkomma de förändrade miljöförhållandena

Arter kan hantera temperaturökningar genom att ändra sin säsongsvariation eller djup för att hitta lämpliga termiska livsmiljöer, men dessa svar kan begränsas av ekologiska interaktioner, livshistoria eller begränsade resurser. Till exempel, vissa alger växer bäst i väl upplysta miljöer nära sjöarnas yta medan vissa fiskar kanske inte kan ockupera djupare delar av sjöar där det inte finns tillräckligt med syre. Daphnia, ett vanligt växtätande djurplanktonsläkte, förlitar sig delvis på fotoperioden som ett tecken på att äggen ska få ägg att utvecklas på våren och därigenom begränsa deras förmåga att spåra tidigare växtplanktonblomningar när sjötemperaturerna ändras.

Således, lämpliga termiska livsmiljöer kan krympa eller expandera till den grad att vissa inhemska arter blir hotade andra blir mer framträdande och icke-inhemska, invasiva arter sprids. Till exempel, den runda gobyn är en invasiv art som klarar sig mycket bra med en rad olika temperaturer.

"Förändringar i termiska livsmiljöer kan ha en stark inverkan i sjöar eftersom, som arter på öar och bergstoppar, vissa sjöorganismer är begränsade i sin spridning av sjöns gränser, " sa IGB-professor Rita Adrian, som ledde studien, förklara problemet.

Sjöar i tropikerna är särskilt drabbade

Forskarna visade att sjöar i tropikerna är särskilt påverkade av förändringen i temperaturmiljöer:"Vi hade förväntat oss att tempererade och arktiska sjöar skulle ha en relevant termisk skillnad eftersom ytuppvärmningshastigheten tenderar att vara hög där. Så är fallet. Men vad förvånade Vi är att tropiska sjöar uppvisar ännu mycket högre termiska skiftningar. Detta kan ha en relevant inverkan på arter eftersom organismers temperaturtoleranser tenderar att vara lägre i tropikerna, där den naturliga omgivningens temperaturvariation är låg, avslutade Benjamin Kraemer.

Krympningen och utvidgningen av temperaturhabitat belyser hur dramatiskt pågående klimatförändringar kan påverka sjösamhällen och biologisk mångfald.