Bijna een miljoen zwart-witte vogels verdwenen zonder sporen na te laten. Ooit was het eiland Cauchon in Antarctica dichtbevolkt door pinguïns, maar nu is het leeg. Wetenschappers reisden naar het eiland om alle hypothesen voor het uitsterven van vogels te testen, inclusief ziekten, roofdieren en een opwarmende Antarctische Oceaan die een voorbode zou kunnen zijn van toekomstige rampen.
Begin 2017 vroeg Henri Weimerskirch zich af waar alle pinguïns zouden zijn gebleven. Zijn collega's stuurden hem luchtfoto's van het eiland Cauchon, een verlaten vulkanisch eiland tussen Madagaskar en Antarctica waar mensen zelden kijken. Deze beelden lieten de uitgestrekte lege kliffen zien waar slechts enkele decennia geleden ongeveer 500.000 paren koningspinguïns leefden, die daar nestelden en hun nakomelingen grootbrachten. Het is duidelijk dat deze kolonie - ooit de grootste kolonie koningspinguïns en de op een na grootste kolonie van 18 pinguïnsoorten - inmiddels met 90% is afgenomen. Bijna 900 duizend zwart-witte vogels, die een hoogte van 1 meter bereikten, verdwenen zonder enig spoor na te laten. "Het was gewoon ongelooflijk, absoluut onverwacht", herinnert Weimerskirch zich.die werkt voor het Franse nationale onderzoeksbureau CNRS.
Samen met zijn collega's was hij van plan binnenkort op expeditie naar dit eiland te gaan - de derde expeditie naar het eiland in totaal en de eerste in 37 jaar - om een verklaring te vinden voor wat er gebeurde. "We moesten het met eigen ogen zien", zegt Charles Bost, een milieuactivist bij CNRS.
Terwijl de onderzoekers zich op hun expeditie voorbereidden, moesten ze de logistieke, politieke en wetenschappelijke problemen oplossen die biologen lang hebben geplaagd bij het bestuderen van de ecosystemen van Antarctica. De enorme afstanden, het barre weer en het ruige terrein maakten expedities daar moeilijk en kostbaar. Wetenschappers hadden een schip nodig - en een helikopter, omdat ijskoude zeeën en rotsachtige eilandkusten landingen op Antarctica vaak extreem riskant maakten. Om te voldoen aan de strenge bioveiligheidseisen van dit door Frankrijk gecontroleerde eiland - wat betekent dat wetenschappers het evenwicht in kwetsbare ecosystemen niet mogen verstoren - was een nauwgezette planning en papierwerk vereist dat vele maanden in beslag nam. Na aankomst op het eiland hadden wetenschappers heel weinig tijd - slechts vijf dagen - om alle hypothesen voor het uitsterven van pinguïns te testen, inclusief ziekten, roofdieren en de opwarming van de Antarctische Oceaan.
Hoogstwaarschijnlijk zullen deze wetenschappers niet langer de kans krijgen om terug te keren naar het eiland Cauchon. "We wisten dat dit de enige expeditie zou worden", herinnert bioloog Adrien Chaigne zich, een expeditieorganisator die werkt voor het French Southern and Antarctic Territories National Park, dat het eiland controleert. "We stonden onder enorme druk."
***
Soortgelijke problemen hebben biologen lang geplaagd die proberen de kenmerken van het leven op Antarctica te bestuderen. Twee eeuwen geleden moesten wetenschappers die de regio wilden bereiken, langs ontdekkingsreizigers, walvisvaarders en zeehondenjagers varen. De Adélie-pinguïns werden bijvoorbeeld voor het eerst ontdekt door een natuuronderzoeker die in 1837 deelnam aan de expeditie naar het zuidoostelijke deel van Antarctica, geleid door de Franse reiziger Jules Dumont d'Urville, die deze plaats Adelie Land naar zijn vrouw noemde. Moeizame zeereizen slaagden uiteindelijk: in 1895 ontdekten botanici, ervan overtuigd dat geen enkele plant zou kunnen overleven in het ijskoude Antarctica, tot hun grote verbazing korstmossen ontdekt op Possession Island, nabij het eiland Cauchon.
Tegenwoordig hebben moderne onderzoeksbudgetten, evenals een heel netwerk van poolonderzoekstations, Antarctica toegankelijker gemaakt. Biologen zijn naar de regio gereisd om antwoorden te vinden op een aantal fundamentele vragen, waaronder hoe dieren evolueerden om te overleven bij temperaturen onder het vriespunt, en hoe ecosystemen in de uitgestrekte Zuidelijke Oceaan zijn georganiseerd. De klimaatverandering, die van Antarctica de snelst veranderende plek op aarde heeft gemaakt, heeft geleid tot onderzoek naar verschijnselen zoals gletsjerbewegingen en oceaanverzuring. Volgens de zeebioloog Deneb Karentz van de Universiteit van San Francisco is de regio vanwege het potentieel voor nieuwe ontdekkingen buitengewoon aantrekkelijk voor wetenschappers. "Als een wetenschapper er minstens één keer komt, zal hij altijd willen terugkeren."
Promotie video:
Maar zelfs vandaag de dag is de verkenning van Antarctica vol uitdagingen. "Als je thuis maar twee uur nodig hebt om de benodigde monsters te verzamelen, dan duurt het op Antarctica 10 uur", legt Karentz uit. Barre weersomstandigheden kunnen soms leiden tot het verlies van waardevolle apparatuur. In 1987 brak bewegend zee-ijs het plexiglas frame dat Karentz gebruikte om micro-organismen onder het wateroppervlak te bestuderen. Ze moest het vervangen door een apparaat dat ze had gemaakt van materialen die ze in een nabijgelegen onderzoeksstation had gevonden. Op Antarctica zei ze: "je moet creatief zijn."
***
Weimerskirch en Bost, veteranen van Antarctisch onderzoek, leerden deze lessen goed toen een helikopter van het Franse onderzoeksschip Marion Dufresne in november 2019 wetenschappers en 700 kilo apparatuur naar Cauchon Island vloog. Het was het hoogtepunt van het broedseizoen van de koningspinguïn en wetenschappers werden begroet met gegil en getjilp van tienduizenden kuikens. Maar wetenschappers zagen ook enorme lege kliffen die ooit waren besmet met pinguïns. Volgens wetenschappers was de 67 vierkante kilometer van het eiland ooit dichtbevolkt door pinguïns, en nu is het grootste deel van deze ruimte leeg.
Wetenschappers wilden erachter komen wat tot zo'n sterke daling van de kolonie leidde. Koningspinguïns, met naar schatting 3,2 miljoen vogels op Antarctica, lopen geen direct gevaar. In feite herstelt hun aantal zich nu na een aantal eeuwen van jacht op hen. Ondertussen is ongeveer de helft van de pinguïnsoorten in de wereld met uitsterven bedreigd, en sommige zijn onlangs met uitsterven bedreigd. De grote verliezen onder relatief gezonde pinguïns duiden echter op grotere bedreigingen, en daarom heeft de catastrofale situatie op het eiland Cauchon zo'n alarm veroorzaakt onder wetenschappers.
Koningspinguïns bestuderen is relatief eenvoudig. In tegenstelling tot hun tegenhangers in het ijs, zoals de keizerspinguïns, leven koningspinguïns op eilanden in de Subantarctische gordel. Dit betekent dat ze regelmatig kunnen worden geteld dankzij satellietbeelden en dat wetenschappers in kampen bij pinguïnkolonies kunnen wonen om ze constant in de gaten te houden. Tijdens het lange broedseizoen delen de ouders onderling de verantwoordelijkheden: de een broedt eieren uit en voedt donzige bruine kuikens, terwijl de ander naar de zee gaat om vis te vangen. Volgens gegevens van elektronische zenders die aan vogels zijn bevestigd, kunnen pinguïns afstanden van 500 kilometer afleggen op zoek naar voedsel.
De belangrijkste taak van de expeditieleden was om dergelijke zenders aan 10 pinguïns te bevestigen om te begrijpen of de veranderingen die gepaard gaan met het vinden en verkrijgen van voedsel op de een of andere manier een dergelijk verlies van het aantal pinguïnkolonie met zich mee konden brengen. Het viel niet mee. De groep wetenschappers mocht zich alleen langs één platgetreden weg verplaatsen en alleen aan de rand van de kolonie werken. Wetenschappers mochten deze zenders ook op vogelveren lijmen.
Gedurende deze tijd zetten andere leden van de groep vallen, camera's en nachtkijkers op om het gedrag van katten en muizen te volgen, die daar ooit door walvisvaarders zijn geïntroduceerd en waarvan bekend is dat ze eieren eten en op kuikens jagen. Bovendien hebben wetenschappers veren verzameld en botten van pinguïns opgegraven, die als aanwijzingen kunnen dienen, onder meer om te vertellen over veranderingen in het dieet.
"De eerste twee dagen was het werk erg intens", zegt Shenyi. "We begrepen dat slechte weersomstandigheden onze expeditie op elk moment konden beëindigen." Gelukkig slaagde het team van wetenschappers erin om ernstige stormen te vermijden, en tegen het einde van de vijfde dag waren ze in staat om de sensoren op de pinguïns te repareren en alle benodigde monsters te verzamelen.
***
Nu moet er een enorme hoeveelheid gegevens worden verwerkt. Onderzoekers hebben echter al verschillende hypothesen naar voren gebracht met betrekking tot de redenen voor de sterke afname van de kolonie koningspinguïns. Zo speelden roofdieren op het land blijkbaar geen rol hierin. Als resultaat van het onderzoeken van kuikens en volwassen pinguïns, evenals het onderzoeken van botten, vonden wetenschappers geen sporen van beten van muizen of katten, en de camera's die door wetenschappers waren geïnstalleerd, registreerden geen enkele episode van een aanval. (Interessant genoeg merkten de wetenschappers ook op dat de konijnen die ze daar zagen, van het eiland verdwenen.)
Bovendien hebben wetenschappers geen duidelijke aanwijzingen gevonden dat de pinguïns gewoon ergens anders heen zijn gegaan. In een kleinere kolonie op hetzelfde eiland, die zou kunnen dienen als een natuurlijke plaats voor hervestiging, waren er niet meer dan 17 duizend paren - dit is te weinig om de sterke daling van het aantal van de hoofdkolonie te verklaren. Volgens Bost konden ze - bijvoorbeeld in satellietbeelden - geen tekenen detecteren dat de kolonie naar een ander eiland is verhuisd.
Bost zegt dat er maar één rationele verklaring is: "Als de pinguïns er niet zijn, zijn ze dood." Maar wat heeft hen gedood?
Blijkbaar geen ziekte. Wetenschappers wachten op de resultaten van eindanalyses van bloedmonsters, maar op het eiland zagen ze maar een paar zieke vogels en een paar verse lijken. "We dachten dat we daar veel dode vogels zouden vinden, veel vogels in slechte staat", zegt Shenyi. Maar de vogels zagen er gezond uit.
Shenyi en collega's speculeren dat veranderingen in de omringende oceaan ervoor hebben gezorgd dat de pinguïns veel verder zijn gaan zwemmen op zoek naar voedsel. Studies van andere kolonies van koningspinguïns tonen aan dat vogels van het eiland Cauchon, op zoek naar voedsel, meestal honderden kilometers naar het zuiden zwemmen en een grens bereiken die het Polar Front of Antarctic Convergence wordt genoemd. Dit poolfront is waar de koude wateren van Antarctica warmer water ontmoeten. Pinguïns worden daar aangetrokken door de diversiteit van het zeeleven, vooral de overvloed aan de belangrijkste prooi van vogels, gloeiende ansjovis, die zich verzamelen in enorme scholen.
Dit poolfront staat niet op één plek. Door de jaren heen hebben klimaatafwijkingen zoals de El Niño South Oscillation of de Dipool in de Indische Oceaan ervoor gezorgd dat het oceaanwater in deze regio opwarmt en het poolfront naar het zuiden verschuift, dat wil zeggen dichter bij de pool en verder van het eiland Cauchon. Wanneer een van de ouders een lange reis maakt op zoek naar voedsel, kan honger de andere ouder dwingen het nest te verlaten om voedsel te zoeken, waardoor de kuikens sterven door roofdieren of honger. Dergelijke lange reizen maken pinguïns kwetsbaarder voor roofdieren en leiden tot overwerk. Deze abnormale jaren voorspellen hoe de Zuidelijke Oceaan de komende decennia zal opwarmen, waardoor het poolfront steeds verder naar het zuiden zal verschuiven.
Het bewijs dat de opwarming van de oceaan pinguïns kan bedreigen, komt uit een onderzoek uit 2015 van Bost en zijn collega's naar een kleinere kolonie koningspinguïns op het eiland Possession, 160 kilometer ten westen van het eiland Cauchon. Het eiland is de thuisbasis van het Alfred Faure Research Station en heeft minder strenge bioveiligheidsvoorschriften waardoor wetenschappers continu de kolonie, klimatologische en oceanografische omstandigheden kunnen volgen. In de studie, waarvan de resultaten werden gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications, analyseerden wetenschappers 124 routes van pinguïns op zoek naar voedsel, die 120 vogels reisden gedurende 16 jaar. Uit het onderzoek bleek dat in de jaren dat het poolfront naar het zuiden trok, pinguïns honderden kilometers verder moesten zwemmen. Tijdens die periodetoen "deze ongunstige omstandigheden werden waargenomen", merkten de onderzoekers op, "daalde de pinguïnpopulatie met 34%."
Op basis van deze studie publiceerde het tijdschrift Nature Climate Change in 2018 een voorspelling dat opwarming van de zeeën en andere milieuveranderingen zouden kunnen leiden tot een halvering van het aantal koningspinguïns tegen het einde van deze eeuw.
Wetenschappers zullen er misschien nooit achter komen of dit scenario de sterke daling van het aantal pinguïns op het eiland Cauchon verklaart. (Een andere hypothese is dat deze kolonie in de loop van de decennia van bijzonder overvloedig voedsel tot een ongewoon grote omvang is uitgegroeid en nu is gekrompen tot zijn normale grootte.) De zenders die wetenschappers tijdens de expeditie van 2019 op 10 vogels hebben bevestigd, kunnen ze echter geven nieuwe tips. Vijf zenders blijven gegevens verzenden en kunnen dit doen tot 2021.
De gegevens die door deze apparaten worden verzonden, hebben al veel verrassingen opgeleverd: ze laten zien dat sommige pinguïns op zoek gaan naar voedsel niet naar het zuiden, maar naar het noorden. Dit betekent dat de pinguïns zijn begonnen met jagen op het subantarctische front. "Dit is natuurlijk een kleine steekproef", zegt Weimerskirch. "Maar het is erg interessant." Zendergegevens kunnen ook een trend bevestigen naar langere reizen voor pinguïns die op zoek zijn naar voedsel, wat op zijn beurt kan aangeven dat alarmerende voorspellingen over de impact van klimaatverandering eigenlijk vrij nauwkeurig zijn.
Volgens wetenschappers zou een onverwachte scherpe daling van het aantal koningspinguïns op het eiland Cauchon een voorbode kunnen zijn van toekomstige rampen en mogelijk een scherpe daling van het aantal andere pinguïnkolonies. Maar na vijf dagen op het koude eiland te hebben doorgebracht, zijn wetenschappers nu gedwongen om vogels van ver te observeren, in het besef dat de autoriteiten hen waarschijnlijk niet snel een nieuwe expeditie zullen laten sturen. Helikopters die van tijd tot tijd over het eiland vliegen, evenals satellietbeelden, zullen ook helpen om het lot van de pinguïns bij te houden.
Eli Kintisch
