The fundamental role of mesopelagic fishes for the structure and change of Northeast Atlantic marine ecosystems

Når en forlater kysten og beveger seg ut mot det åpne havet så er det ingen bunn eller tareskog å gjemme seg i. Der må små fisker og andre organismer i pelagialen leve et liv med evig gjemsel, hvor det tryggeste valget er å svømme nedover mot mørket. Mørket gjør det også vanskelig å finne mat, og dette har ført til verdens største vandringer der fisk og dyreplankton svømmer ned for å gjemme seg i mørket om dagen, og så kommer opp nærmere overflaten for å spise om natten. Den største biomassen er det mesopelagisk fisk som utgjør, de er noen få centimeter lange og trives i havets tussmørke, ned til omtrent 1000m i klart vann på en solrik dag. Nord for polarsirkelen trives fytoplankton og beitende dyreplankton 24/7 når det er midnattssol, mens de mesopelagiske fiskene er fanget i dypet, i tussmørket som de foretrekker. På en typisk sommerdag nordpå er det ikke noe trygt tidspunkt i løpet av døgnet da de kan nærme seg overflaten for å spise, som fører til at de må forbli i dypet med risiko for å sulte. Dette fører til at det er få mesopelagiske fisker på nordlige breddegrader, som igjen fører til lavt beitetrykk på hoppekreps og andre zooplankton. Dette åpner en nisje for horisontalt vandrende fiskearter som besøker det nordlige Norskehavet om sommeren, slik som sild og makrell. Og for nordlige dyreplankton fører fraværet av mesopelagisk fisk til at de kan forvente å leve lenger før de blir spist, og flerårige livssykluser er derfor vanligere. Dette prosjektet benytter datamodeller til å sette sammen det vi vet om arter og økosystemet for å identifisere nisjer og tilpasninger hos viktige organismer. Prosjektet vil også fokusere på klimaendringene. For eksempel vil perioder med lite mat bli tøffere om temperaturen går opp. Mesopelagisk fisk kan derfor havne i trøbbel om sommeren og sild mens de overvintrer. En mulig konsekvens er at den globale oppvarmingen dermed tvinger disse artene sørover, ikke nordover som er den vanligste forventningen.

We aim to show that mesopelagic fishes are a key player that structures fundamental characteristics of the Norwegian Sea ecosystem. Mesopelagic fishes are only a few cm long, live at depths down to ca thousand meters and migrate vertically towards the surface to feed on zooplankton during night. They are extremely abundant and found everywhere in the world’s oceans but with declining biomass towards the poles. We have preliminary models showing that the northward distribution of mesopelagic fishes is constrained by seasonality: in summer because the midnight sun means there is no night during which they can migrate safely to the surface to feed, and in winter because especially juveniles may starve during the polar night with its low productivity. This is of significance because what is elsewhere a major predator on zooplankton from below leaves a planktivore niche vacant at high latitudes. This niche has become occupied by schooling and horizontally migrating fish species such as herring, mackerel, and capelin, which are among the largest fished stocks in the world and of significant commercial value. Furthermore, we hypothesize that the lack of predation from mesopelagic fish on overwintering stages of zooplankton enable multi-year life cycles for Arctic copepods such as Calanus glacialis and C. hyperboreus. These form large visible targets and are an attractive resource for planktivorous fish. Finally, the models suggest that ocean warming will affect the northern range limits of mesopelagic fish opposite to what is expected from conventional climate envelope models: increased metabolic rates will make mesopelagic fish struggle more with both midnight sun and polar night. Consequently, we expect equatorward shifts of the northern range boundaries. Any alteration of mesopelagic biogeography has the potential to cause large-scale changes in competitive relationships in the Norwegian Sea, with consequences for herring, mackerel, and the rest of the food chain.