Ketika para ilmuwan berjuang untuk mencari tahu bagaimana pemanasan suhu laut akan mempengaruhi ekosistem laut di seluruh dunia — dari pemutihan terumbu karang hingga perubahan rute migrasi — salah satu organisme laut yang paling banyak ditemukan di mana-mana membantu para peneliti mengukur perubahan yang telah terjadi. Catatan-catatan fosil dan data tangkapan hidup berabad-abad menunjukkan bahwa beberapa populasi plankton laut mencerminkan perubahan yang jelas dalam menanggapi industrialisasi manusia dan pemanasan samudra yang menyertainya.
Para peneliti menemukan perbedaan nyata antara komunitas foraminifera planktonik - makhluk bersel tunggal kecil yang mengapung di perairan lautan - dari sebelum dan sesudah dimulainya era industri sekitar 170 tahun yang lalu, menurut sebuah penelitian yang diterbitkan minggu ini di Nature . Rasio spesies plankton dalam komunitas ini bergeser proporsional dengan perubahan suhu laut, yang menunjukkan bahwa pemanasan lautan telah sangat mengubah populasi ini dan ekosistem laut mereka yang lebih luas.
Sementara gagasan bahwa perubahan iklim memengaruhi kehidupan laut bukanlah hal baru, studi plankton ini menggabungkan seperangkat data lengkap yang luar biasa yang meliputi dunia dan memotong jauh ke abad-abad terakhir untuk menegaskan kembali dampak manusia terhadap lautan.
Foraminifera planktonik memberikan catatan fosil yang komprehensif karena cangkang keras kalsitnya terpelihara dengan baik di lapisan sedimen di dasar lautan, kata penulis utama Lukas Jonkers, seorang ahli kelautan paleontologi di University of Bremen di Jerman. Organisme juga mengisi air di seluruh dunia. Meskipun langka di permukaan laut, foraminifera planktonik berlimpah di kedalaman yang lebih besar, dan di beberapa tempat mereka menutupi seluruh petak dasar laut, kata Jonkers.
Pemulihan perangkap sedimen di atas kapal penelitian Meteor di Samudra Atlantik Utara yang beriklim tropis. Perangkap sedimen semacam itu memberikan informasi tentang komunitas spesies foraminifera planktonik modern, yang secara sistematis berbeda dari komunitas pra-industri dari sedimen. (Christiane Schmidt) “Kami benar-benar dapat membandingkan distribusi spesies di [era] modern dengan masa lalu, ” kata Jonkers. “Tidak banyak kelompok zooplankton di mana catatan fosil terpelihara dengan sangat baik. Sebenarnya, saya tidak berpikir ada. ”
Untuk memahami keadaan komunitas ini sebelum era industri dimulai, Jonkers dan timnya menganalisis lebih dari 3.700 sampel yang sebelumnya dikumpulkan dari lapisan sedimen di dasar lautan. Berdasarkan seberapa cepat endapan terakumulasi dan bercampur di dasar laut, para ilmuwan memperkirakan bahwa lapisan atas inti sedimen — pada dasarnya “silinder lumpur” yang ditarik dari dasar lautan — akan berisi fosil yang berumur beberapa abad, kata Jonkers, mendahului revolusi industri.
Tim kemudian membandingkan sampel pra-industri ini dengan data terbaru yang dikumpulkan menggunakan perangkap sedimen, yang merupakan corong yang ditambatkan ke dasar laut yang mengambil apa pun yang jatuh dari lapisan atas lautan (termasuk plankton yang melayang melalui air). Dengan menggunakan informasi yang dikumpulkan dari 1978 hingga 2013, para peneliti menemukan bahwa komunitas foraminifera planktonik berubah secara nyata selama periode waktu antara endapan fosil dasar laut dan organisme yang terperangkap dalam perangkap sedimen.
Pergeseran, diukur dengan membandingkan kelimpahan relatif puluhan spesies plankton dalam sampel, tampaknya tidak acak. Jumlah perubahan dalam komunitas plankton berkorelasi dengan tingkat perubahan suhu yang terdokumentasi di perairan sekitarnya. Arah pergeseran masyarakat juga sebagian besar sejalan dengan pola perubahan suhu laut, seperti yang ditemukan penulis ketika mereka mencocokkan fosil dasar laut dengan analog terdekat mereka di masyarakat modern.
Dengan data yang menunjukkan kecocokan baik dalam derajat dan arah perubahan, Jonkers mengatakan dia yakin bahwa suhu adalah kekuatan pendorong untuk pergeseran populasi foraminifera planktonik.
"Saya mengharapkan untuk melihat perbedaan dan efek dari perubahan global, " kata Jonkers. "Tapi aku tidak menyangka sinyalnya akan begitu jelas."
Studi baru ini mereplikasi pada skala global apa yang telah ditemukan oleh peneliti lain di area tertentu, kata David Field, seorang ilmuwan kelautan di Universitas Hawaii Pasifik yang telah meneliti forankifera planktonik tetapi tidak terlibat dalam penelitian ini. Sementara para ilmuwan belum sepenuhnya mengungkap mengapa komunitas plankton benar-benar berubah, bukti dari penelitian ini dan yang lainnya dengan jelas menunjukkan pemanasan laut sebagai penyebab yang mungkin, baik sebagai pengaruh langsung atau sebagai pendorong tidak langsung dari aspek lain dari lingkungan bawah laut, Field kata.
Membandingkan sampel jebakan sedimen dengan fosil dasar laut mungkin bukan analogi yang sempurna — perbedaan dalam pelestarian bisa menjadi pengaruh yang mungkin pada data — tetapi Field mengatakan bukti penulis memberikan dukungan kuat untuk pengaruh besar pemanasan laut pada spesies laut.
“Ini menunjukkan bahwa pemanasan mulai berdampak pada ekosistem laut sejak lama, bahkan sebelum kita menyimpan catatan yang baik tentangnya, ” kata Field. “Kita dapat mengharapkan lebih banyak dampak pemanasan laut terhadap ekosistem di masa depan. Lautan akan terus berubah dengan cara yang belum pernah kita lihat sebelumnya. ”
Foraminifera planktonik mungkin tidak semegah paus atau bintang laut, tetapi luasnya catatan fosil mereka memberikan dasar yang berguna untuk mengkonfirmasi kecenderungan perubahan kehidupan lautan yang lebih luas dalam menanggapi aktivitas manusia. Pergeseran dalam komunitas plankton adalah indikator yang memprihatinkan dari "gambaran yang lebih besar" untuk ekosistem laut karena suhu laut terus meningkat dengan laju yang meningkat, kata Jonkers.
“Pertanyaannya adalah, apa yang akan terjadi dengan kemajuan perubahan iklim?” Kata Jonkers. “Bahkan pada satu derajat [perubahan suhu], kita sudah melihat perubahan besar pada foraminifera planktonik, dan mungkin juga pada biota laut lainnya. Itu berarti bahwa semua spesies ini harus beradaptasi, dan saat ini, kami tidak tahu apakah mereka bisa, atau apakah mereka dapat melakukannya dengan cukup cepat. "
