Chaos in de Waddenzee

vrijdag 5 maart 2010

Door Tim van Oijen

Het ene jaar zit er meer plankton in de Waddenzee dan het andere. Ook de soortensamenstelling van zowel het plantaardig als het dierlijk plankton wisselt, evenals de timing en omvang van voorjaarsbloeien. Die variaties worden vaak toegeschreven aan jaarlijkse verschillen in de weerscondities. Een modelstudie laat echter zien dat interacties tussen de soorten ook zonder weersveranderingen tot chaos kunnen leiden.

Het planktonsysteem in de Waddenzee is een complex samenspel van microscopisch kleine plantjes en diertjes. Er zijn tientallen soorten die elkaar op allerlei manieren beïnvloeden. Als er veel fyto(=plantaardig)plankton is, heeft het zoo(=dierlijk)plankton veel te eten en zullen daar de aantallen sterk van toenemen. Maar als daardoor het fytoplankton sterk afneemt, zal er een voedseltekort ontstaan voor het zooplankton en zullen die weer afnemen. En dat geeft weer ruimte voor het fytoplankton, waarbij mogelijk andere soorten opkomen. Omdat elk diertje weer een ander voorkeursmenu heeft, lopen er in het voedselweb vele van deze zogeheten predator-prooirelaties door elkaar. Bovendien concurreren de verschillende zooplanktonsoorten om voedsel. Al deze interacties kunnen leiden tot enorme schommelingen in de soortensamenstelling, en zelfs tot complete chaos.

Modelstudie

De vraag is of dit potentieel chaotische gedrag van het systeem de grote inter-jaarlijkse verschillen in de soortensamenstelling van plankton kan verklaren, zoals die bijvoorbeeld in het Marsdiep worden waargenomen. Dit soort variaties worden meestal toegeschreven aan verschillen in het weer: een koudere winter, nattere lente of hetere zomer. Om dit te onderzoeken hebben wetenschappers van de Universiteit Wageningen, de Universiteit van Amsterdam en het Koninklijk Nederlands Instituut voor Zeeonderzoek (NIOZ) een model opgezet dat de interacties tussen tientallen soorten beschrijft. Dit model is een sterk vereenvoudigde weergave van de werkelijkheid. Verschillen tussen soorten in hun gevoeligheid voor temperatuur en het gehalte aan voedingsstoffen (fosfaat, stikstof, etc.) zijn bijvoorbeeld niet gemodelleerd. Wel is een seizoensritme aangebracht als een stijgende en dalende curve, zoals bijvoorbeeld de hoeveelheid daglicht en de zeetemperatuur door het jaar heen variëren.

Chaotische taferelen

Het seizoensritme bleek juist vaker te leiden tot chaos dan wanneer je dat in het model weg zou laten. Verder bleek dat ook als jaar op jaar het weer precies hetzelfde is, er toch tussen de jaren grote verschillen kunnen zijn in de soortensamenstelling. Dit komt simpelweg door de chaotische patronen die de complexe interacties veroorzaken. Enige orde in de chaos is er nog wel te vinden. Er is elk jaar een voorjaarsbloei van algen, ook al is de soortensamenstelling ieder jaar anders. Deze patronen zijn goed vergelijkbaar met de metingen die zijn verricht in het Marsdiep.


Bron

Dakos, V., E. Benincà, E.H. van Nes, C.J.M. Philippart, M. Scheffer en J. Huisman (2009). Interannual variability in species composition

Artikel WadWeten

Het  wekelijkse artikel 'WadWeten' verschijnt in de digitale nieuwsbrief (aanmelden kan hiernaast op de pagina onder "Nieuwsbrief") en op de websites van de Waddenvereniging en de Waddenacademie. In deze serie artikelen wordt het waddengebied beschreven vanuit verschillende onderzoeksdisciplines, zoals de biologie, de geologie en de cultuurhistorie. Een wetenschappelijke benadering in heldere taal. De berichten worden beurtelings geschreven door wetenschappers van Ecomare, de Waddenacademie en de Waddenvereniging.

“Laat je daar maar waaien!”