De afgelopen decennia werd de studie van zeefauna gedomineerd door analyses van hun voedingsgewoonten, migratieroutes en hun rol als toppredator. Recent onderzoek heeft de focus echter verlegd naar veel subtielere maar zeer relevante processen voor het functioneren van ecosystemen, zoals de bevruchting van de oceaan.
In deze context werd de rol van grote walvisachtigen opnieuw beoordeeld vanuit een nieuw perspectief: dat van hun uitwerpselen. Met name hun uitwerpselen werden het onderwerp van studie vanwege hun verrassende invloed op de biochemische processen die de oceaan helpen bevruchten.
Welk dier helpt de oceaan bevruchten met zijn uitwerpselen?
Verschillende wetenschappelijke studies, zoals een studie die onlangs is gepubliceerd in het tijdschrift Communications Earth & Environment, hebben aangetoond dat de uitwerpselen van walvissen hoge concentraties essentiële micronutriënten bevatten. Elementen zoals ijzer en koper, die essentieel zijn voor de ontwikkeling van fytoplankton, komen in grote hoeveelheden voor in deze fecesmonsters.
Nieuw is niet alleen de aanwezigheid van deze elementen, maar ook de vorm waarin ze worden aangetroffen. De uitwerpselen van walvissen bevatten organische verbindingen, liganden genaamd, die deze metalen stabiliseren en biologisch beschikbaar maken.
Relevante bevindingen in de uitwerpselen van walvissen zijn onder andere:
- IJzergehaltes tot 100.000 keer hoger dan in zeewater.
- Aanzienlijke aanwezigheid van organische liganden die de opname van voedingsstoffen verbeteren.
- Het vermogen om kopertoxiciteit te neutraliseren, essentieel in kwetsbare zeegebieden.
Deze verbindingen zorgen ervoor dat fytoplankton, de basis van de mariene voedselketen en een sleutelrol bij het vastleggen van CO₂, voedingsstoffen efficiënter kan opnemen.
Door de mens veroorzaakte verstoring van deze cycli, zoals de industriële walvisjacht, heeft de hoeveelheid voedingsstoffen die in de oceanen wordt gerecycled aanzienlijk verminderd. Volgens het zojuist aangehaalde onderzoek had deze verstoring gevolgen voor de ijzer- en koperbalans in grote zeegebieden.
Hoe bestudeerden ze de uitwerpselen van walvissen?
Het fenomeen werd de “walvispomp” genoemd. Het verwijst naar de dynamiek waarbij deze walvisachtigen zich voeden in diep water en poepen nabij het oppervlak, waardoor voedingsstoffen van de bodem worden verplaatst naar gebieden waar licht fotosynthese mogelijk maakt.
De eerste studie die in deze richting wees, werd gepubliceerd in 2010 en gaf aan dat potvissen in de Zuidelijke Oceaan jaarlijks ongeveer 50 ton ijzer uitpoepten, wat op zijn beurt hielp om tot 400.000 ton koolstof in de atmosfeer vast te leggen.
In de daaropvolgende jaren breidde nieuw onderzoek de reikwijdte van het concept uit. Wetenschappers Joe Roman en James McCarthy keken naar de recycling van stikstof door walvissen in de Golf van Maine.
Christopher Doughty waarschuwde in 2016 dat de draagkracht van de oceanen voor voedingsstoffen was afgenomen tot slechts 5% van het niveau van voor de industriële walvisvangst.
Hoe helpt walvisuitwerpselen om de oceaan te bevruchten?
De term ‘bevruchten van de oceaan’ krijgt een nieuwe dimensie door deze bevindingen. De uitwerpselen van grote walvisachtigen verrijken het water niet alleen met schaarse voedingsstoffen, maar optimaliseren ook de chemische omstandigheden voor de assimilatie van deze voedingsstoffen door fytoplankton.
Dit gebeurt via een tweeledig proces:
- Het vrijkomen van ijzer en koper in oplosbare vormen.
- Chemische transformatie door liganden die toxiciteit voorkomen en de beschikbaarheid vergroten.
Het resultaat is een toename van de primaire productiviteit van de oceaan, wat meer fytoplankton, meer vis en meer gevangen koolstof betekent.
Wat is de rol van walvissen in hun ecosysteem en bij klimaatverandering?
De rol van deze dieren gaat verder dan het zichtbare. Door de oceaan te bevruchten, fungeren walvissen als ecologische modificatoren die de biodiversiteit, de waterchemie en de atmosferische koolstofbalans beïnvloeden.
Hoewel hun impact niet te vergelijken is met die van menselijke emissies, is hun rol als agenten van het natuurlijke evenwicht onmiskenbaar. Het herstel van walvispopulaties zou een gunstig cumulatief effect kunnen hebben op oceaanecosystemen en daarmee op de stabiliteit van het wereldklimaat.
Een artikel gepubliceerd in het tijdschrift Frontiers in Marine Science kwalificeert dat de directe impact beperkt, maar relevant is. De bevruchting van de oceaan die ze produceren moet worden gezien als onderdeel van een reeks natuurlijke processen die samen optreden.
Ondertussen heeft de publicatie van Joe Roman’s boek Eat, Defecate, Die een informatief overzicht gegeven van de rol van dierlijk afval in de planetaire ecologie. Roman stelt dat de meest basale functies – eten, uitscheiden en sterven – essentieel zijn voor het sluiten van ecologische cycli.
Van het transport van voedingsstoffen door landdieren tot de rol van walvisuitwerpselen bij het bevruchten van de oceaan, de auteur biedt een onverbloemde maar wetenschappelijk rigoureuze lezing van natuurlijke processen.
