Krill (Euphausia superba) komt in gigantische hoeveelheden voor in de Antarctische wateren en is een essentiële voedselbron voor onder meer pinguïns, walvissen, zeerobben en vele vissoorten. Krillpopulaties vertonen een cyclus van 5 tot 6 jaar: de krillpopulatie maakt dan een gigantische verandering door (met fluctuaties in totale massa van de populatie die meer dan één orde van grootte overschrijden). Over de oorsprong hiervan was nog weinig bekend. In eerdere onderzoeken werd verondersteld dat de populatiecyclus van krill wordt ingegeven door periodieke klimaatfactoren.

Het team met onderzoekers van de Universiteit van Oldenburg (Duitsland), het Instituut voor Biodiversiteit en Ecosysteem Dynamica (IBED) van de UvA en het Alfred Wegner Instituut in Bremerhaven combineerde een nieuw model met velddata om de oorsprong van de cyclus te verklaren. Het nieuwe, bio-energetische model voorspelt de karakteristieke eigenschappen van de fluctuaties in de krillpopulatie, precies in overeenstemming met de velddata. Dat leidt tot een alternatieve verklaring: de krillcyclus wordt veroorzaakt door de onderlinge concurrentie van krill-individuen in verschillende levensstadia.

Onderlinge strijd

Het nieuwe model beschrijft de ontwikkeling van de krill-individuen gedurende hun leven in de verschillende seizoenen in het poolgebied. ‘Op die manier konden we de herfst aanwijzen als grootste bottleneck voor de ontwikkeling van pasgeboren krill’, vertelt De Roos. ‘Tijdens de zomer en herfst hebben larven en volwassen krill veel voedsel nodig; ze moeten dan vetzuren stapelen om te kunnen overwinteren. In de herfst neemt het fytoplankton, de belangrijkste voedingsbron voor krill, in dichtheid af. De consumptie daarvan door de in overvloed aanwezige krill versterkt deze afname nog eens. Het gevolg is dat een grotere populatie van juveniele en adulte krill uiteindelijk leidt tot een langere periode van verhongering voor de larven, zodat de omvang van de krillpopulatie een nadeel is in plaats van een voordeel voor het succesvol overwinteren én voor de totstandkoming van een nieuwe generatie. Daarmee blijkt de onderlinge strijd om voedsel tussen larven en volwassen krill de belangrijkste stuwende kracht te zijn achter de populatiefluctuaties van krill.’

De onderzoeksresultaten zijn tegengesteld aan de heersende opvatting dat het Antarctische winterseizoen (gedefinieerd door de periode van ijsvorming en de duur van het jaarlijkse ijsseizoen) de meest kritische fase is voor de overleving van krill-larven. Krill-larven ontwikkelen in de zomer, herfst en winter. Tot dusver werd het winterseizoen beschouwd als het belangrijkste knelpunt voor hun ontwikkeling, omdat dan het grootste deel van de Zuidelijke Oceaan bedekt is met ijs en er extreem weinig voedsel aanwezig is.

Eten en gegeten worden

De bevindingen zijn ook zeer relevant als het gaat om het hele voedselweb in de Zuidelijke Oceaan. De Roos: ‘Het model laat zien dat een afname van predatoren - zoals zeehonden, pinguïns en albatrossen - de krill-oscillaties waarschijnlijk versterken, waardoor het voedselweb in zee mogelijk gedestabiliseerd wordt, wat vervolgens leidt tot verdere afname in het aantal predatoren. Een toename in het aantal predatoren, bijvoorbeeld door walvispopulaties er bovenop te helpen, kan de krillpopulatie – paradoxaal genoeg – juist stabiliseren.’ De uitkomsten uit het model laten zien dat de stabiliteit van de krillcyclus afhangt van het nettoverschil tussen krillvoortplanting en -consumptie. Iedere factor die de gevoelige balans hiertussen verstoort, kan drastische gevolgen hebben voor het Antarctische ecosysteem als geheel.

Publicatiegegevens

A.B. Ryabov, A.M. de Roos, B. Meyer, S. Kawaguchi & B. Blasius: ‘Competition-induced starvation drives large-scale population cycles in Antarctic krill’, in: Nature Ecology & Evolution (5 juni 2017). Doi: http://dx.doi.org/10.1038/s41559-017-0177.