Grotere vissen hebben sneller ademnood in warmer water

Een nieuw rekenmodel voorspelt dat grote vissen sneller ademnood krijgen in warm water dan kleinere soortgenoten. Dit blijkt uit een nieuwe studie van onderzoekers van onder meer de Radboud Universiteit. Het opwarmen van de oceanen door klimaatverandering zal daardoor impact hebben op de energiehuishouding van vissen en dit heeft gevolgen voor populaties. De onderzoekers concluderen dit aan de hand van een nieuw model waarmee de invloed van activiteit, lichaamstemperatuur en -grootte op zuurstofverbruik beter uitgerekend kan worden. Ze publiceren erover in PNAS in de week van 30 november.

Zuurstof is essentieel voor dieren om energie te genereren waarmee ze kunnen groeien, voortplanten en overleven. Het verbruik ervan hangt samen met factoren zoals hun lichaamstemperatuur of –grootte. Kleine dieren verbruiken bijvoorbeeld relatief meer zuurstof dan grote dieren van dezelfde soort. Ook weten we dat vissen die in warme gebieden leven meer zuurstof nodig hebben dan vissen in koude gebieden.

Ingewikkelde wisselwerking

Biologen gebruiken kennis over het zuurstofverbruik om te voorspellen hoe dieren reageren op externe veranderingen, zoals klimaatopwarming. Trekken vissen als gevolg van opwarmende oceanen bijvoorbeeld naar koelere gebieden? Of stoppen ze eerder met groeien om te voorkomen dat ze ademnood krijgen, ook al heeft dat mogelijk grote gevolgen voor hun vruchtbaarheid zoals Radboud-biologen onlangs beschreven in een overzichtsartikel?

Het samenspel van grootte, temperatuur en zuurstofopname maakt het moeilijk om goede voorspellingen te doen. 'De reden hiervoor is dat de relaties op elkaar ingrijpen en dit maakt het erg ingewikkeld om te onderzoeken’, vertelt eerste auteur Juan Rubalcaba. ‘Als bijvoorbeeld door opwarming het zuurstofverbruik van vissen toeneemt, is er minder zuurstof in het water direct rondom hun kieuwen, wat er weer toe leidt dat de kieuwen nog moeilijker zuurstof opnemen. Vissen ventileren daarom hun kieuwen, maar de efficiëntie hiervan is afhankelijk van de watertemperatuur en lichaamsgrootte’.

Zuurstof toch beperkend

Om beter inzicht te krijgen in dit werkingsmechanisme, heeft het team van onderzoekers een nieuw rekenmodel geconstrueerd waarbij de rol van de zuurstofspanning direct rondom de kieuwen expliciet wordt gemodelleerd. Radboud-bioloog Wilco Verberk: ‘We hebben voorspellingen over de zuurstofopname uit ons nieuwe model vergeleken met metingen bij meer dan 200 soorten vissen. Dat paste naadloos op elkaar en we zagen dat een zuurstofbeperking eerder optreedt in grotere vissen, in warmer water en bij hoge activiteit.’

Rubalcaba: ‘Eerder gebruikte modellen keken vooral naar de zuurstofconsumptie van dieren óf in rust óf bij lage temperaturen, maar uit ons model blijkt dat zuurstof wel degelijk beperkend kan zijn als je alle drie de factoren tegelijkertijd meeneemt.’

Het nieuwe model heeft een grotere ecologische relevantie dan de oude modellen die alleen vissen in rust beschouwen. Verberk: ‘Het zoeken naar voedsel, groeien en voortplanten of het ontsnappen aan vijanden kost allemaal extra energie en dus zuurstof. Vooral de activiteit van grote individuen binnen een vissensoort zal door de opwarming van meren, oceanen en rivieren onder druk komen te staan. Zij zullen dus minder goed bestand zijn tegen klimaatopwarming.’

Bron: Radboud Universiteit