Forntida fiskben visar hur arktisk torsk överlevde den senaste istiden
Norra ishavet var under den senaste istiden en plats där arktiska torskfiskar fick möjlighet att utveckla sin förmåga att klara av extrem kyla. Det visar små forntida fiskben, otoliter, från Arktis djuphavssediment.
– Benen visar när och var fiskar levde i arktiska vatten under de enorma klimatförändringar som skedde vid den senaste istiden, säger Julek Chawarski, som vid tiden för studien var forskare vid Institutionen för ekologi, miljö och botanik vid Stockholms universitet.
Spår av tidigare ryggradsdjursliv
Otoliter är små benstrukturer i fiskars inneröra som registrerar rörelser, gravitation och ljudvibrationer. Otoliterna i forskningsstudien hittades under en forskningsexpedition till Arktis ledd av Stockholms universitet, som skulle kartlägga områdets fiskbestånd.
– Men när de första bottenproverna kom upp på däck upptäckte vi dessutom en forntida fiskotolit, säger studiens huvudförfattare, Pauline Snoeijs-Leijonmalm, professor i marinekologi vid Institutionen för ekologi, miljö och botanik vid Stockholms universitet.
Att otoliterna finns i bottensedimentet bevisar att ryggradsdjur har levt i centrala Norra ishavet under lång tid. Sådana spår i Arktis miljö är annars väldigt sällsynta.
– Fiskbenen visar att det även under den senaste istiden fanns en komplex näringsväv i Arktis, som liknar den som finns idag. Fiskar är centrala i näringskedjorna i ekosystemet. Att de förekommer i Arktis tyder på att det fanns plankton som de kunde äta. Fiskarna är i sin tur sedan föda för sjöfåglar och marina däggdjur, fortsätter Pauline Snoeijs-Leijonmalm.
Fiskben från de senaste 50 000 åren
Efter expeditionen, som hittade otoliter på flera olika platser i Norra ishavet, analyserades de insamlade forntida benen vid Alfred Wegener-institutets anläggning för radiokoldatering (MICADAS).
– Analyserna visade på utbredningsmönstren under 50 000 år för två olika fiskarter som är typiska för Arktis: istorsk (Arctogadus glacialis) och polartorsk (Boreogadus saida), säger Pauline Snoeijs-Leijonmalm.
– Otoliterna var sällsynta i proverna, så vi behövde arbeta oss igenom stora mängder sediment för att hitta dem, men det var mödan värt. Att studera otoliter är ett väldigt effektivt sätt att studera tidigare arktiska ekosystem, säger Flor Vermassen, forskare vid Institutionen för geologiska vetenskaper vid Stockholms universitet.
Två arter med olika överlevnadsmönster
Otoliterna visar att istorsk och polartorsk fanns i centrala Norra ishavet för mellan 48 000 och 35 000 år sedan, under den senaste istiden, när ekosystemets produktivitet var extremt låg. Båda arterna påträffades på 87–89° nordlig bredd, nära Nordpolen.
Under den kallaste perioden under den senaste istiden, som varade från omkring 27 000 till 19 000 år sedan, försvann båda arterna från området kring Nordpolen. Istorsken överlevde däremot den kallaste perioden som kallas för istidsmaximum, för omkring 20 000 år sedan, norr om Grönland på 84–85° nordlig bredd.
– Vi tror att istorsken kan ha överlevt i polynjor, naturliga vakar som är områden med öppet vatten omgivna av havsis, säger Pauline Snoeijs-Leijonmalm.
Evolutionära skillnader
När klimatet blev varmare i början av holocen, för omkring 12 000 år sedan, återkom båda arterna till Nordpolen och har funnits kvar där fram till i dag.
– Att istorsken överlevde så långt norrut, medan polartorsken inte gjorde det, tyder på att det skedde en klimatdriven evolutionär uppdelning mellan de två torskarterna. Enligt tidigare forskning skildes de åt evolutionärt för mellan 5 och 10 miljoner år sedan, säger Pauline Snoeijs-Leijonmalm.
De olika överlevnadsmönstren tyder på att tidigare klimatförändringar kan ha bidragit till att forma arternas evolutionära skillnader.
Vad innebär resultaten för dagens arktiska fiskar?
Men anpassningarna till kallt klimat, som gör att istorsk och polartorsk kan överleva i extrem kyla, riskerar också göra dem sårbara nu när Arktis blir varmare. Bland annat blir havsisen i centrala Norra ishavet allt tunnare, samtidigt som temperaturen i vattnet stiger.
– När fiskarter från varmare klimatzoner, till exempel atlantisk torsk och alaskasej sprider sig norrut kommer konkurrensen i Norra ishavet att öka. Det innebär en betydande risk för att de två extremt köldanpassade torskarter som är typiska för Arktis minskar. Den pågående uppvärmningen snart kommer att överskrida gränserna för deras evolutionära anpassningar, säger Pauline Snoeijs-Leijonmalm.
Samarbete och finansiering
Studien genomfördes i samarbete mellan Stockholms universitet och Alfred Wegener-institutet, Helmholtz centrum för polar- och havsforskning, i Bremerhaven i Tyskland.
Hitta studien i Nature Communications här: ”Survival and divergence of Arctic endemic cod species during 50,000 years of climate change”.
Läs mer om Polarforskningssekretariatet och isbrytaren Oden
Presskontakt
Pauline Snoeijs-Leijonmalm, professor i marin ekologi vid Institutionen för ekologi, miljö och botanik, Stockholms universitet.
E-post: pauline.snoeijs-leijonmalm@su.se; Tel: 070-785 56 01
Läs mer om Pauline Snoeijs-Leijonmalms forskning:
https://www.su.se/english/profiles/p/psnoe
