ในมหาสมุทรนอกชายฝั่งตะวันตกเฉียงใต้ของอังกฤษ สาหร่ายทะเลน้ำเย็นกำลังถูกแทนที่ด้วยสายพันธุ์น้ำอุ่น โดยมีผลกระทบอย่างลึกซึ้งต่อระบบนิเวศในท้องถิ่น
ตั้งแต่ออสเตรเลียไปจนถึงอาร์กติก ป่าเคลป์กำลังหายไปเมื่อมหาสมุทรร้อนขึ้น แต่ในบางพื้นที่ เช่น ในน่านน้ำที่เย็นจัดนอกชายฝั่งตะวันตกเฉียงใต้ของอังกฤษ ระบบนิเวศของสาหร่ายทะเลที่กำลังดิ้นรนไม่ได้พังทลายลงทั้งหมด แต่กำลังถูกแทนที่ กว่า 80 ปีที่ผ่านมา ป่าที่เคยอุดมสมบูรณ์ของสาหร่ายทะเลน้ำเย็นLaminaria hyperborea ในท้องถิ่นได้ถูกยึดครองอย่างช้าๆ โดย L. ochroleucaลูกพี่ลูกน้องน้ำอุ่นของมัน นักวิทยาศาสตร์ยังไม่แน่ใจว่าผู้มาใหม่กำลังเปลี่ยนแปลงระบบนิเวศอย่างไร แต่นักนิเวศวิทยาทางทะเล Daniel Smale กำลังดำดิ่งลงไปเพื่อหาคำตอบ
Smale เติบโตขึ้นมาดำน้ำดูปะการังน้ำเหล่านี้ เขาเฝ้าสังเกตความเปลี่ยนแปลงของป่าสาหร่ายเคลป์อย่างช้าๆ มาเกือบสามทศวรรษแล้ว ครั้งแรกเมื่อเป็นวัยรุ่นที่ดำน้ำดูปูแมงมุมอย่างอิสระ จากนั้นเป็นนักวิทยาศาสตร์ที่สำรวจระบบนิเวศ บางจุดที่ครั้งหนึ่งเคยเต็มไปด้วยชีวิต ตอนนี้รู้สึกแตกต่างออกไป เขากล่าว ไม่ไร้ชีวิตแต่คึกคักน้อยลง—มีชีวิตชีวาน้อยลงเล็กน้อย
ในฐานะที่เป็นสายพันธุ์พื้นฐานในป่าสาหร่ายเคลป์ สาหร่ายทะเลมีโครงสร้างและแหล่งที่อยู่อาศัยที่อยู่ภายใต้ระบบนิเวศ ชนิดของสาหร่ายทะเลส่งผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ที่อาศัยอยู่ที่นั่นและวิธีการใช้สารอาหาร ในขณะที่มีการวิจัยมากมายเกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อป่าเคลป์หายไป แต่ก็ยังมีการดำเนินการเพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อสาหร่ายชนิดหนึ่งถูกแทนที่ด้วยชนิดอื่น Smale ซึ่งปัจจุบันทำงานที่ Marine Biological Association of the United Kingdom กล่าวว่า “การเปลี่ยนแปลงที่ละเอียดอ่อนเหล่านี้ไม่สามารถตรวจพบหรือมองข้ามได้
เพื่อแยกแยะว่าระบบนิเวศตอบสนองอย่างไรเมื่อมีสาหร่ายทะเลชนิดใหม่เข้ามาในเมือง Smale ในการศึกษาครั้งใหม่ได้เปรียบเทียบป่าสาหร่ายทะเลที่สี่แห่งรอบทิศตะวันตกเฉียงใต้ของอังกฤษกับสองแห่งในสกอตแลนด์ ซึ่งน้ำเย็นกว่าและสาหร่ายทะเลน้ำอุ่นยังไม่ คืบหน้าเข้ามา ผลงานแสดงให้เห็นว่าการแทนที่L. hyperboreaด้วยL. ochroleucaสามารถเปลี่ยนสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในระบบนิเวศโดยพื้นฐาน และลดความอุดมสมบูรณ์ของสิ่งมีชีวิตในป่าสาหร่ายทะเล
ในขณะที่การศึกษาของเขามุ่งเน้นไปที่สาหร่ายสองชนิดและสถานที่ศึกษาบางแห่ง Smale กล่าวว่ากระบวนการทั่วไปของสาหร่ายทะเลชนิดใหม่ที่รุกล้ำเข้ามาในประวัติศาสตร์ที่มีอำนาจเหนือกว่านั้นน่าจะเล่นซ่อนเร้นตามแนวชายฝั่งหลายแห่ง
การลดลงอย่างรวดเร็วสามารถอธิบายได้ด้วยข้อเท็จจริงที่ว่าL. hyperboreaเป็นเจ้าภาพที่ยอดเยี่ยม ลักษณะที่ค่อนข้างผิดปกติของสาหร่ายเคลป์ คือสนับสนุนการเติบโตอย่างแข็งแกร่งของสาหร่ายสีแดงบนพื้นผิวที่เป็นยางสีน้ำตาล ในทางกลับกัน สาหร่ายสีแดงเหล่านี้สนับสนุนชุมชนที่เจริญรุ่งเรืองของหนอนและหอยทาก หอย และดาวทะเลที่ให้อาหารปลาและสัตว์ที่หิวโหยอื่นๆ ในทางตรงกันข้าม สาหร่ายทะเลน้ำอุ่นL. ochroleucaมีชีวิตที่เติบโตน้อยกว่ามากบนและรอบๆ
ในงานห้องปฏิบัติการตรวจสอบสาหร่ายทะเลที่เก็บมาจากแหล่งศึกษาของพวกเขา Smale และเพื่อนร่วมงานของเขาได้แสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนสาหร่ายทะเลจากต้นหนึ่งไปยังอีกต้นหนึ่งทำให้เกิดความแตกต่างอย่างมากในความหลากหลายทางชีวภาพของระบบนิเวศได้อย่างไร พวกเขาพบว่าสาหร่ายทะเลน้ำเย็นสามารถรองรับสาหร่ายสีแดงได้ถึง 50 กรัมต่อตัว ในทางตรงกันข้าม สาหร่ายทะเลน้ำอุ่นแทบไม่มีเลย ความแตกต่างนี้ทำให้เกิดห่วงโซ่อาหาร สาหร่ายทะเลน้ำเย็นรองรับสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังได้มากถึง 375 ตัวต่อตัว ในขณะที่สาหร่ายทะเลน้ำอุ่นที่มีขนาดใกล้เคียงกันรองรับได้สูงสุดที่ 25 ตัว
ความแตกต่างนี้ก็ชัดเจนในสนามเช่นกัน ไซต์ควบคุมของสกอตแลนด์ ที่ถูกครอบงำโดยL. hyperboreaมีสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังมากประมาณห้าเท่าของไซต์ภาษาอังกฤษที่มีL. ochroleuca เนื่องจากสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังเหล่านี้เป็นอาหารของปลาและสัตว์ชนิดอื่นๆ
Jarrett Byrnes นักชีววิทยาทางทะเลจากมหาวิทยาลัยแมสซาชูเซตส์ บอสตัน ผู้ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการวิจัยกล่าวว่า “ความคิดที่ว่าการเปลี่ยนจากสายพันธุ์หนึ่งไปเป็นอีกสายพันธุ์ที่ใกล้เคียงกันสามารถมีผลกระทบอย่างลึกซึ้งเช่นนี้ “เป็นการเปลี่ยนแปลงที่ละเอียดอ่อนซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงที่ลึกซึ้งซึ่งสามารถขยายได้เมื่อคุณก้าวไปสู่ห่วงโซ่อาหาร”
เนื่องจากการแลกเปลี่ยนชนิดพันธุ์สาหร่ายเคลป์มีการศึกษาน้อยกว่าการสูญเสียป่าของสาหร่ายเคลป์อย่างมาก อย่างไรก็ตาม ผลกระทบระยะยาวทั้งหมดต่อทุกสิ่งตั้งแต่การประมงชายฝั่งไปจนถึงการกักเก็บคาร์บอนยังไม่ทราบ
Byrnes กล่าวว่า “มันเปิดกว้างสู่การวิจัยมากมายที่ต้องทำในขณะที่เราเฝ้าดูการเปลี่ยนแปลงของโลกของเรา”
