PolarFront project on their way to unveil the mysteries of the Polar Front in the Barents Sea

The project PolarFront is heading towards the Polar Front of the Barents Sea with the research vessel Helmer Hansen. The PolarFront project will investigate the pelagic ecosystem using new technologies like remote controlled sea-robots (gliders and sail buoys) alongside of tradition sampling methods.

FF Helmer Hansen. Photo: UiT

We know the polar front is sensitive to changes, but not how much and in what ways

The scientist will examine all living things in the ocean at the polar front, from the smallest bacteria to the large whales. This is the first of three research cruises in the project. They will study the seasonal variations of the ecosystems and the abiotic factors as currents, salinity, temperature and nutrition availability.

The polar front is not only a project, but also the area surrounding the poles where cold polar air and sea meet the warmer air and water. Our knowledge from this area is incomplete and the project wants to fill in some of the knowledge gaps. The border of the Polar Front is where the denser and warmer Atlantic water meets the lighter and colder polar water.

New applications of new technology to map both the physical properties of the ocean and living organisms are interesting for the energy industry

As we humans are using more and more of the remote areas of our globe the chances of industry breaking grounds in these areas are also larger. In the future this might also include the Polar Front. We therefore need more knowledge on biological and physical boundaries in the vast areas of our planet.

The project has two partners from the energy industry. Their interest lies in exploring the use of autonomous technologies to monitor and explore remote areas, and also in gaining more insights into the ecological importance of the polar front region improve ecological informed risk assessments for their activities.

Loizos Grouta is prepping the gliders that we will deploy out in the sea this evening. Photo: Sunniva Katharina Thode/ UiT

The first two days onboard

On board are 23 scientists, students, and technicians living together with the vessel crew of 11 people. The first day of the cruise was spent setting up the labs and strapping it down to secure them against the movements from the waves. After security rounds with trying on survival suits and walking the different emergency exit routes, several went to their cabins to battle their seasickness.

This evening Helmer Hansen will reach the first station at approximately 75 degrees north and 30 degrees east. Here the scientist and students will do their first samplings working into the night. The day has been spent preparing the equipment for the first station. The next few days will show how far north the vessel can reach. Right now, the ice is covering the areas where the next stations are.

Maxime Geoffroy is preparing the tucker trawl. Photo: Sunniva Katharina Thode/ UiT.

The planed stations are mostly covered in ice. The scientist onboard hope the ice will drift north in order to reach the planned stations. Photo: PolarFront.

The Polar Front project is a collaboration between Akvaplan Niva, UiT the Arctic university of Norway, The Norwegian Polar Institute, The Scottish Association for Marine Science, Institute of Oceanology and Memorial University of Newfoundland. In addition, the energy companies Equinor and ConocoPhillips are partners.

Gøy dag med utforsking av fjæra

Torsdag denne uken var Finnfjordprosjektet og hadde skoleopplegg for ungdommene på Husøy i fjæra.

Ingeborg viser frem en siktmåler og forklarer hvordan man bruker den for å undersøke om det er mye plankton i havet og fortalte at sånn har man gjort det i mange hundre år. Foto: Sunniva Katharina Thode.

Vi møtte elevene på skolen og de var veldig motiverte for en dag med utforsking. Vi var heldige med været og ungdommene koste seg med å leke mens Ingeborg gjorde klart til stasjoner med ulike forskningsoppgaver.

Hvem kaster lengst? Foto: Sunniva Katharina Thode.

Ingeborg Hulda Giæver introduserte elevene for mange ulike forskningsmetoder som å ta prøver av plankton, artsbestemmelse, bruk av lupe og måling av saltinnhold, temperatur, pH og sikt i havet. Hun diskuterte med elevene hvorfor fjæra er et så spennende sted å utforske og introduserte dem for ulike faktorer som påvirker livet i fjæra. Hun trakk frem at dyr og planter som lever i fjæra må tåle tørke, vann, salt og endringer i temperaturen. Og at ulike fjærer gir ulike utfordringer for livet der.

Det var spennende å kaste planktonhåv. Foto: Sunniva Katharina Thode.

Vannprøven fra planktonhåven undersøkes før den skal studeres under lupen. Foto: Sunniva Katharina Thode.

Spesielt kasting av planktonhåv ble en populær aktivitet. Når elevene hadde fått tatt vannprøver med den så de på prøvene med lupe. Der fikk de se både alger og hoppekreps som “hoppet” rundt på skjermen. Ingeborg fortalte engasjert om ulike alger, hoppekreps, hvor viktige de er i havet og hvem som spiser hvem.

Elevene fikk undersøke vannprøvene fra planktonhåven med lupe. Her ser en av de på mikroalger. Foto: Sunniva Katharina Thode

Etter å ha målt pH, salt og temperatur i havet spiste elevene litt grillet lunsj før det var på tide med konkurranse. Ingeborg fortalte om alle ulike grupper med liv de kan finne i fjæra og ga dem en rask introduksjon i hvordan man bruker artsbestemmelsesnøkler for å finne ut hvilken art man har. Konkurransen var å finne flest mulig ulike arter. Underveis i samlekonkurransen fikk elevene veiledning i hvordan man ser forskjell på de ulike dyrene og plantene er og hvordan man bruker nøklene for å finne ut hva de heter. Ungdommene diskuterte og undersøkte engasjert og nysgjerrig.

Leting etter ulike arter av dyr og alger. Foto: Sunniva Katharina Thode.

Samling av ulike arter. Foto: Sunniva Katharina Thode.

Tusen takk til ungdomstrinnet på Husøy skole for en kjempefin dag!

Et liv i isolasjon

Skrevet av Professor Jørgen Berge.

De fleste av oss har de siste månedene opplevd at livet har endret seg, for noen med isolasjon og karantene, som kan føles traumatisk. Da kan det være en trøst å vite at andre har det like vanskelig, kanskje til og med verre …

En gule flyteenhet med begroing der organismer har levd i isolasjon, sannsynligvis hele sitt liv. Jørgen Berge i bakgrunnen. Foto: Malin Daase.

Som en del av et forskningsprosjekt rettet mot døgnmigrasjon og biologiske klokker hos den lille raudåta (en hoppekreps med det latinske navnet Calanus finmarchicus), har en gruppe forskere fra UiT jobbet i Ramfjorden utenfor Tromsø siden tidlig i 2019. Ved hjelp av jevnlige og regelmessige innsamlinger av levende dyr har vi kunnet ta disse tilbake til laboratoriet på universitetet og gjort målinger i et kontrollert miljø for å karakterisere deres døgnrytme. Men for å kunne relatere denne til vandringer i fjorden og ikke minst til de miljøvariablene (lys, temperatur, saltholdighet m.m.) som er med på å styre døgnrytmen til disse dyrene i naturen, har vi også hatt et havobservatorium stående ute i fjorden. Det har stått forankret på 125 meters dyp, med en vaier opp til en flyteenhet cirka 15 meter under havoverflaten. Langs vaieren hadde vi plassert ut en rekke sensorer og instrumenter som har gjort kontinuerlige målinger fra vi satte ut observatoriet i mars 2019 og frem til det ble hentet opp i juni i år.

Da vi nylig var ute med forskningsskipet «Helmer Hanssen» for å hente inn observatoriet, gikk mine tanker i retning av covid-19 og den situasjonen vi alle har befunnet oss i den siste tida. For midt ute i fjorden, på cirka 15 meters dyp, levde det to små sjøstjerner sammen med mange andre fastsittende organismer. Nå er ikke det at det gror på installasjoner under vann noe spesielt – alle båteiere fører en årlig kamp mot organismer som fester seg og vokser på undersiden av båten over tid. Også på havobservatorier kan sensorene ofte bli dekket av alger, rur, anemoner, sekkedyr og andre organismer. Men synet av de to små sjøstjernene fikk meg til å tenke på covid-19 og på en gammel biologisk «lov» som også kalles for Thorson’s rule. Disse to sjøstjernene har med all sannsynlighet kommet dit som larver og har deretter levd hele sitt liv i fullstendig isolasjon. De aller fleste sjøstjernene har frittlevende larver som lever de første ukene av sitt liv i vannmassene, før de som små voksne slår seg ned på havbunnen. Den havbunnen disse sjøstjernene fant var en gul metallkule midt i havet. Her fant de et hjem og mat og utviklet seg, fra de som larver slo seg ned en gang i fjor sommer.

Dette med frittlevende larver i polare strøk er noe som har opptatt biologer i svært lang tid, helt tilbake til den britiske oppdageren Sir James Clark Ross (1800-1862). Ross er i dag kjent for sine ekspedisjoner i både Arktis og Antarktis, og gjorde tidlige undersøkelser av dyrelivet på havbunnen både i dyphavet og i de polar strøk. Han registrerte mange likshetstrekk mellom organismene som lever her, og mente at det derfor på en eller annen måte måtte være en sammenheng mellom dyphavet og de polare hav. Dette ble senere fulgt opp av den danske biologen Gunnar Thorson som gjorde studier av reproduksjon hos bunnlevende organismer i forskjellige verdenshav. Thorson mente han kunne gjenkjenne et bestemt og universelt mønster: bunnlevende organismer i tropiske og tempererte strøk produserer mange små frittlevende egg/larver, mens bunnlevende organismer på høyere breddegrader og i dyphavet oftest produserer få, store avkom uten et frittlevende stadium. Dette refereres i litteraturen til Thorson’s rule, og ble av enkelte så sent som på 1980-tallet ansett som en av de eneste universelt korrekte «reglene» vedrørende utvikling og økologi hos marine virvelløse dyr. Etter hvert som vi har fått bedre innsikt i og kunnskap om faunaen i Arktis, Antarktis og i dyphavet, viser det seg at en slik generell regel ikke stemmer, og Thorson’s rule er i dag et mer eller mindre lukket kapitel. De to sjøstjernene på den gule metallkula midt i havet er et godt bilde på dette. Som de aller fleste bunnlevende organismer i tropiske og tempererte strøk, er frittlevende egg og larver en viktig og svært utbredt strategi for reproduksjon og spredning, også på høyere breddegrader. Funn av blåskjell på Svalbard er et annet godt eksempel på det samme; det er i dag godt dokumentert at blåskjell har vært vanlig på Svalbard i varme perioder de siste 10 000 årene og så sent som i vikingtiden for 1000 år siden. I morderne tid, og som en direkte følge av en generell oppvarming i Arktis, har blåskjell igjen etablert seg på Svalbard. Spredningsmekanismen for denne reetableringen antas å være nettopp frittlevende larver som transporteres med havstrømmer nordover fra kysten av Nord-Norge.

En av de to sjøstjernene som har levd sitt liv på den lille gule planeten. Foto: Malin Daase.

Som midt i et stort kosmos, uten kontakt med andre artsfrender, og som et resultat av at sjøstjerner også i Arktis har frittlevende larver, har de to sjøstjernene levd sitt liv i isolasjon på sin gule, lille, runde planet av stål. Kanskje var det flere enn disse to som opprinnelig slo seg ned her. Kanskje var det noen uheldige, eller kanskje eventyrlystne, individer som kom for langt ut mot kanten og falt ned fra den lille kloden. De to som levde der da vi hentet opp observatoriet har derimot med all sannsynlighet levd der hele sitt liv. Vi får håpe de var gode venner.

Dette innlegget ble først publisert som en kronikk i Nordlys 16.juni 2020.

Species on the move make way for new feeding interactions

Marine species are on the move due to global change, but can they start feeding on local species that they have never encountered before?

Photo: Audun Rikardsen

Written by Laurene Pecuchet and Marie-Anne Blanchet

Temperature changes in the world’s ocean are causing marine species to move. As these species settle in new areas, they might come across species they never encountered before. In order to establish themselves in a new area they need to feed on the unfamiliar species. Can the newcomers feed on these, and what could be the consequences for the local ecosystems? In a new study published in Global Change Biology, researchers from the BRIDGE research group at Norges fiskerihøgskole (NFH) predicted feeding interactions between range-shifting species and Arctic species and investigated the potential impacts of these new interactions on the Barents Sea Arctic ecosystem.

Many boreal species (orange) are expanding their distribution range polewards, entering the historically Arctic ecosystem (blue)

The Barents Sea is a productive ecosystem located off the northern coast of Norway and Russia. This ecosystem has experienced large species redistribution during the last decades with poleward shifts of boreal species.In recent years (2014-2017) about 10 boreal species were found inside the nets of scientific surveys in the Arctic region of the Barents Sea. These boreal species have the common characteristic of being generalist species, meaning that they eat a large array of preys. Then, could these incoming boreal species start feeding on Arctic residents, and by doing so deepen their impact on the Arctic ecosystem?

To predict feeding interactions between the incoming boreal species and the Arctic residents, the BRIDGE researchers used previous knowledge on who eats whom between the species in the Barents Sea.

–We found that all incoming boreal species have the same potential to feed on Arctic preys, as well as being eaten by Arctic predators, says the researchers. – Cod, for example, is predicted to start feeding on Arctic species such as polar cod or the northern krill, but they could also become the prey of Arctic mammals such as the narwhal or the beluga.

Range-shifting boreal species (orange) such a cod might start to eat and be eaten by Arctic species (blue)

These new feeding interactions might intensify the impacts of invasive boreal species on the Arctic ecosystem by reshaping the network of who eats whom. Because the incoming species are generalists, they have the potential to connect some food chains more tightly together. This could make the system less resilient to perturbations because they could propagate through the network more easily.

In a rapidly changing world, it is becoming harder and harder to keep up with the pace of new ecological interactions. To document these changes analysis such as stomach content and isotope analysis can be too time and effort consuming. In this study, the authors circumvent these problems by using machine learning and prior knowledge on who eats whom to infer ecological interactions and help predict the impacts of range‐shifting species on ecosystems.

The article “Novel feeding interactions amplify the impact of species redistribution on an Arctic food web”

The research group BRIDGE