Migratory Crossroads: predicting the dynamics of a great vertical migration in a changing habitat

Den daglige og sesongmessige vertikale migrasjonen av zooplankton er samlet sett verdens største synkroniserte forflytting av dyr. I prosjektet "Migratory Crossroads" vil vi undersøke effekten fra klimaendringene på det viktige dyreplanktonet raudåte Calanus finmarchicus langs Norskekysten og tilknyttede deler av Norskehavet og Barentshavet. Den plantespisende hoppekrepsen Calanus finmarchicus utgjør en viktig føde for mange nordlige marine arter og spiller følgelig en viktig økologisk og økonomisk rolle i Norskehavet og Barentshavet. Det er ventet at disse havområdene vil endre betydelig i kjølvannet av klimaendringer. Det finnes imidlertid lite forskningsbasert kunnskap om effekten fra klimaendringene på den daglige og sesongmessige vertikale migrasjonen til Calanus finmarchicus. I prosjektet "Migratory Crossroads" vil vi søke å fylle viktige kunnskapshull ved å studere effekten fra endringer i lys, temperatur, mattilgang og predasjon på vertikal migrasjon av Calanus under de forventede klimaendringene i Norskehavet og Barentshavet. I prosjektet vil forskerteamet anvende en computer modell som simulerer den vertikale-vandrings adferden til C. finmarchicus individer i virtuelle miljø som representerer ulike miljømessige forhold. Modellen vil først kjøres for dagens situasjon. Deretter vil den modellerte vertikale migrasjonen valideres og modifiseres basert på feltdata som skal samles inn fra både tradisjonelle forskningsskip og autonome overflate- og undervanns-fartøy. Den forbedrede modellen vil deretter bli kjørt i virtuelle omgivelser som representerer de forventede klimagenererte endringene i disse havområdene på slutten av dette århundret. Disse modell-kjøringene vil gjøre det mulig å sjekke endringer i den vertikale migrasjonen i kjølvannet av den kumulative effekten av flere typer klimagenererte endringer.

Vertical migration of zooplankton is known as the greatest synchronized animal movement of our planet. In the coastal and offshore waters of northern Norway, a tiny herbivorous copepod named Calanus finmarchicus performs two different vertical migrations. These include daily vertical movements of tens-to-hundreds of meters (diel vertical migration) and seasonal movements of hundreds-to-thousands of meters (seasonal vertical migration) in response to corresponding variations of irradiance, temperature, food availability and visual predation risk. These migrations play a paramount ecological and economic roles because vertical behaviour, abundance and phenology of many commercially harvested fish species are linked to these and vertical migrations contribute to the export of atmospheric carbon into the ocean's deep interior – a key process in the buffering of climate change. However, due to rapid rate of climate change, routine diel & seasonal environmental variability under which these migrations occur keep shifting unprecedentedly, and little is known about how vertical migrations of C. finmarchicus would respond to these environmental shifts. While the current understanding of the subject matter is rooted in studying the impacts of single environmental variables on vertical migrations, in the proposed project, Migratory Crossroads, we aim to study the cumulative impacts of irradiance, temperature, food and predation environmental shifts expected in future high-latitude marine habitats on C. finmarchicus diel and seasonal vertical migrations. This will be done using a hybrid meahanistic-empirical approach, where predictions of a simulation model with an unconstrained representation of vertical migrations will be validated with cutting-edge high-resolution field data. Through Migratory Crossroads, we aim to accurately predict future dynamics of C. finmarchicus verical migrations and their impacts on the ecological and economic benefits reaped from these migrations.