Grootste walvissen eten veel meer dan gedacht, wat hun rol als ingenieurs van het ecosysteem nog versterkt

Aangezien walvissen meer eten dan gedacht werd, ontlasten ze zich ook meer en hun ontlasting is een cruciale bron van voedingsstoffen in de open oceanen. 

Door voedsel naar binnen te werken en uitwerpselen naar buiten te pompen, helpen walvissen om erg belangrijke voedingsstoffen in het water te laten zweven dicht bij het oppervlak, waar ze een bloei kunnen veroorzaken van koolstof opnemend fytoplankton. Dat is plantaardig plankton dat de basis vormt van voedselwebben in de  oceanen en dat het basisvoedsel is van krill. 

Zonder walvissen zinken die voedingsstoffen snel naar de bodem, wat de productiviteit in bepaalde delen van de oceaan kan beperken evenals het vermogen van de oceanische ecosystemen om het broeikasgas CO2 op te nemen.    

De bevindingen van de studie komen op een belangrijk tijdstip, een periode waarin de planeet geconfronteerd wordt met de aan elkaar verbonden crisissen van de wereldwijde opwarming van het klimaat en het verlies aan biodiversiteit. 

Naarmate de planeet opwarmt, nemen de oceanen meer warmte op en worden ze zuurder. Dat bedreigt het voortbestaan van voedselbronnen die de walvissen nodig hebben. 

Veel soorten baleinwalvissen hebben zich nog niet hersteld van de industriële walvisvaart in de 20e eeuw, en hun populaties zijn nog maar een fractie van wat ze voor de walvisvaart waren. 

"50 jaar nadat we gestopt zijn met de walvisjacht, leren we nog steeds bij over de impact ervan. Het oceaansysteem is niet meer hetzelfde", zei marien bioloog Matthew Savoca van de Stanford University, de hoofdauteur van de nieuwe studie die over het onderzoek is gepubliceerd.

"Onze resultaten zeggen dat, als we de walvispopulaties herstellen tot het niveau van het begin van de 20e eeuw, voor de massale walvisvangst, we een groot deel van de verloren functies van de oceanische ecosystemen zullen herstellen", zei paleontoloog Nicholas Pyenson. "Het kan een aantal decennia duren voor we er de voordelen van zien, maar onze studie is het duidelijkste bewijs tot nu toe voor de enorme rol die grote walvissen spelen op onze planeet." 

Pyenson is de curator van de afdeling fossiele zeezoogdieren in  het National Museum of Natural History van het Smithsonian Institute en een van de auteurs van de studie.  

Verrassend genoeg kennen we in verband met de grootste walvissen op aarde het antwoord niet op een aantal basisvragen, zoals hoeveel de enorme filtervoeders per dag wel eten. 

Savoca zei dat de beste schattingen die hij in eerder onderzoek vond, gissingen waren die gebaseerd waren op erg weinig feitelijke opmetingen van de soort in kwestie. Vaak waren ze gebaseerd op de maaginhoud van gevangen exemplaren of waren het extrapolaties van kleinere zeezoogdieren.  

Om het raadsel op te lossen hoeveel de 9 tot ruim 30 meter lange walvissen nu juist aten, gebruikten Savoca, Peyenson en een internationaal team gegevens van 321 walvissen die tussen 2010 en 2019 een trackingsysteem hadden gekregen. De walvissen behoorden tot 7 verschillende soorten en leefden in de Atlantische, Stille en Zuidelijke Oceaan. 

Savoca zei dat de 'tags', die met zuignappen bevestigd werden op de rug van de walvissen, lijken op een kleine smartphone, met een camera, een microfoon, GPS en een acceleratiemeter die de bewegingen opvolgt. 

De tags volgen de bewegingen van de walvissen in de driedimensionele ruimte, wat het team toelaat te zoeken naar typische patronen om te weten te komen hoe vaak de dieren gedrag vertonen dat aanduidt dat ze zich aan het voeden zijn.

De dataset die het team gebruikte, bevatte ook dronefoto's van 105 walvissen van de 7 verschillende soorten. Die foto's werden gebruikt om hun respectieve lengte te meten en de lengte van elk dier kon dan gebruikt worden om nauwkeurig zijn gewicht te schatten en het volume aan water dat het filterde met elk mondvol. 

Ten slotte gebruikten teamleden ook kleine bootjes die uitgerust waren met sonars om zich naar plaatsen te haasten waar walvissen zich aan het voeden waren. De sonars gebruiken geluidsgolven om de grootte en de dichtheid van de scholen krill en andere prooisoorten te meten. Deze stap vormde de cruciale empirische basis voor de schattingen van het team van hoeveel voedsel de walvissen aan het eten zouden zijn. 

Door die 3 soorten van aanwijzingen samen te brengen - hoe vaak walvissen zich voeden, hoeveel prooi ze potentieel zouden kunnen opeten bij het voeden en hoeveel prooi er beschikbaar is - konden de onderzoekers de nauwkeurigste schattingen tot nu toe maken van hoeveel deze gigantische zoogdieren elke dag eten, en bij uitbreiding, hoeveel elk jaar. 

Baleinwalvissen eten zoöplankton, kleine prooidiertjes zoals krill - planktonkreeftjes -, kleine visjes of roeipootkreeftjes.  De grootste soorten verkiezen krill, kleinere soorten zoals de bultrug, Brydevinvis of dwergvinvis kunnen scholen kleine visjes of krill eten. Belangrijk om weten is dat de meeste baleinwalvissen niet het hele jaar door eten. Ze eten zo'n 100 dagen per jaar, meestal tijdens de zomer wanneer ze zich voortplanten, en de rest van het jaar eten ze weinig of niets. 

Uit de studie bleek dat een volwassen blauwe vinvis  - het grootste dier dat ooit op aarde heeft geleefd en dat zo'n 33 meter lang en 200 ton zwaar kan worden - waarschijnlijk 16 ton krill per dag eet in het seizoen waarin hij zich voedt. Per jaar is dat dus zo'n 1.600 ton. Een Groenlandse walvis eet zo'n 6 ton zoöplankton per dag en een noordkaper zo'n 5 ton. Gemiddeld liggen die cijfers zo'n 3 keer hoger dan de eerdere schattingen. 

Om duidelijk te maken wat deze nieuwe schattingen betekenen in de context van het grotere ecosysteem, een studie uit 2008 schatte dat alle walvissen in het ecosysteem van de  Californische stroom, dat zich uitstrekt langs de Amerikaanse westkust van Brits Colombia tot Mexico, elk jaar zo'n 2 miljoen ton vis, krill, zoöplankton en inktvissen nodig zouden hebben. De nieuwe resultaten wijzen uit dat de populaties van blauwe vinvissen, Groenlandse walvissen en noordkapers in de Californische stroom elk apart meer dan 2 miljoen voedsel per jaar nodig hebben.    

Om aan te tonen hoe de consumptie van meer prooi door walvissen hun vermogen vergroot om cruciale voedingsstoffen te recycleren die anders naar de zeebodem zouden zakken, berekenden de onderzoekers de hoeveelheid ijzer die al dit extra opgegeten voedsel opnieuw in circulatie zou brengen in de vorm van uitwerpselen. 

In grote delen van de oceaan is opgelost ijzer een 'beperkende voedingsstof', wat betekent dat er ruim voldoende andere belangrijke voedingsstoffen zoals stikstof of fosfor in het water kunnen zitten, maar dat een gebrek aan ijzer de potentiële bloei van fytoplankton verhindert. 

Omdat walvissen zo veel eten en krill veel ijzer bevat, nemen ze aanzienlijke hoeveelheden ijzer op en scheiden ze die ook weer uit.  Eerder onderzoek heeft uitgewezen dat uitwerpselen van walvissen zo'n 10 miljoen keer de hoeveelheid ijzer bevatten die gevonden wordt in dezelfde hoeveelheid Antarctisch zeewater. En omdat walvissen zoogdieren zijn en ademhalen, hebben ze de neiging zich te ontlasten in de buurt van het wateroppervlak - net waar het fytoplankton voedingsstoffen nodig heeft om het te helpen aan fotosynthese te doen.

Op basis van eerdere metingen van de gemiddelde concentraties van ijzer in walvisuitwerpselen, berekenden de onderzoekers dat walvissen in de Zuidelijke Oceaan rond Antarctica elk jaar ruwweg zo'n 1.200 ton ijzer recycleren. 

De verrassende resultaten brachten de onderzoekers ertoe na te gaan wat hun resultaten hen zouden kunnen vertellen over het mariene ecosysteem voor de industriële walvisvaart 2 tot 3 miljoen walvissen afslachtte in de loop van de 20e eeuw.  

Op basis van verslagen van de walvisvaartindustrie over het aantal dieren dat gedood werd in de wateren rond Antarctica in de Zuidelijke Oceaan, werden eerder al schattingen gemaakt van hoeveel walvissen er in het gebied geleefd hebben. De onderzoekers combineerden die schattingen met hun nieuwe resultaten om te schatten hoeveel die dieren waarschijnlijk gegeten moeten hebben. 

Volgens die analyse aten dwergvinvissen, bultruggen, gewone en blauwe vinvissen in het begin van de 20e eeuw zo'n 430 miljoen ton krill per jaar. Dat totaal is het dubbele van de hoeveelheid krill die er vandaag in de hele Zuidelijke Oceaan zit en het is meer dan 2 keer zoveel als de totale vangst wereldwijd van wilde vissen. 

Wat de rol van de walvissen als recycleerders van voedingsstoffen betreft, berekenden de onderzoekers dat de walvispopulaties voor de verliezen door de walvisvaart, per jaar een verbazingwekkende hoeveelheid uitwerpselen produceerden die 12.000 ton ijzer bevatten, 10 keer de hoeveelheid die walvissen momenteel recycleren in de Zuidelijke Oceaan. 

Die berekeningen wijzen erop dat toen er veel meer walvissen waren die zich tegoed deden aan krill, er ook veel meer krill moet geweest zijn dat ze konden opeten. 

Savoca zei dat het afnemen van de krillpopulaties, nadat er zoveel van hun grootste predatoren verdwenen waren, bekend staat bij wetenschappers als de 'krillparadox'. De terugval van de krillpopulaties is het meest uitgesproken in gebieden waar er erg veel op walvissen gejaagd werd, zoals in de Scotiazee tussen de Zuidelijke Oceaan en de Atlantische Oceaan ten zuidoosten van Zuid-Amerika. 

"Die terugval houdt geen steek tot je bedenkt dat walvissen dienst doen als mobiele 'krillverwerkingsfabrieken'", zei Savoca. "Dit zijn dieren ter grootte van een Boeing 737, die eten en zich ontlasten ver van land in een systeem dat op veel plaatsen erg beperkt is op het gebied van de aanwezigheid van ijzer. Deze walvissen zaaiden productiviteit uit in de open Zuidelijke Oceaan en eens ze verdwenen waren, bleef er weinig over dat deze meststof kon recycleren." 

Het probleem is dat veel krill dat niet opgegeten wordt, naar de bodem zakt als het sterft. Daar is het ijzer dat ze bevatten, van geen nut voor het fytoplankton, dat dan weer het voornaamste voedsel is van krill en ander zoöplankton. 

De studie stelt dat het herstellen van de walvispopulaties ook de verloren gegane mariene productiviteit zou kunnen herstellen en, als een gevolg daarvan, ook de hoeveelheid CO2 zou vergroten die opgenomen wordt door het fytoplankton. Dat doet immers aan fotosynthese: het neemt CO2 op en stoot zuurstof uit.  

Het team schat dat de recyclage van voedingsstoffen door walvispopulaties op het niveau van die van het begin van de 20e eeuw, in de Zuidelijke Oceaan een toename met zo'n 11 procent van de mariene productiviteit zou teweegbrengen, wat voordelen heeft zowel voor de biodiversiteit als de visserij. Ook zouden die populaties goed zijn voor het weghalen van minstens 215 miljoen ton CO2 uit de atmosfeer. Het is ook mogelijk dat die verwijdering van CO2 uit de atmosfeer jaar na jaar zou toenemen. 

"Onze resultaten wijzen erop dat de bijdrage van walvissen aan de wereldwijde productiviteit en het verwijderen van CO2 waarschijnlijk op dezelfde schaal plaatsvond als de bijdrage van de ecosystemen van de bossen van hele continenten", zei Pyenson. "Dat systeem is er nog steeds, en walvissen helpen zich te herstellen zou verloren functies van het ecosysteem kunnen herstellen en een natuurlijke oplossing kunnen bieden voor het klimaat." 

Pyenson zei ook nog dat hij, Savoca en andere teamleden zich afvragen wat de impact van walvissen zou kunnen zijn als het team minder conservatief in zijn schattingen zou geweest zijn en dat ze ook een nieuw onderzoek overwegen, waarbij ze de relatief recente verliezen van grote zoogdieren in zee vergelijken met grote zoogdieren die verloren zijn gegaan op het land, zoals de Amerikaanse bizon.