How about we dive deeper? : understanding the role of whale falls in the context of deep-sea species evolution : Azorean case study for conservation guidelines

Abstract

Whale falls are a biomass hotspot in the deep sea. Large carcasses such as whales sink to the deep-sea floor, providing a large influx of organic matter. Being a source of food for all organisms, whale falls decompose and, over time, host a succession of dynamic communities. In 2015, a juvenile sperm whale (Physeter macrocephalus) was artificially sunk at 760 meters in the Azores EEZ, close to Faial Island. Six years later, in 2021, the to-date last visit to the whale fall was carried out, collecting imagery and sampling a vertebra. Imagery was analysed to assess the whale falls state, composition, as well as associated species. The exact location of the sampled vertebra was determined, and the species community composition of the vertebra was analysed in the lab, combining classical invertebrate taxonomical identification, as well as DNA analysis of key species. A low biodiversity but high abundance was observed: mainly 2 species of Polychaeta and one species of Mollusca, as well as several other taxa represented by few individuals (e.g., Amphipoda, Platyhelminthes, Nematoda…). Based on the presence of the Bathymodiolus azoricus and its abundance, the whale fall was determined to be in a chemosynthetic stage featuring specific sulphur-oxidising organisms. The species identified were put in a larger context to evaluate the role of whale falls as stepping stones across the Atlantic Ocean. This study elucidates how biodiversity conservation of transient ecosystems such as whale falls may help preserve vulnerable or ecologically significant taxa, as well as maintain connections across large areas, oceans and ecosystems. It provides useful information for future management plans, highlighting the significance of studying deep-sea habitats threatened by anthropogenic impacts and identifying habitats in need of protection.Keywords: Deep sea; Mid-Atlantic Ridge; Whale fall; Stepping stone; Marine management

Sokknir hvalaskrokkar eru heitur reitur lífmassa í djúpsævinu. Stór hræ, eins og hvalir, sökkva á djúpsjávarbotninn og veita þannig mikið innstreymi lífrænna efna. Þar sem þeir eru uppspretta fæðu fyrir fjölbreyttar lífverur brotna hvalaskrokkar niður og hýsa með tímanum breytileg lífverusamfélög. Árið 2015 var ungum búrhval (Physeter macrocephalus) sökkt á 760 metra dýpi í efnahagslögsögu Azoreyja, nálægt Faial-eyju. Sex árum síðar, árið 2021, fór fram síðasta heimsókn til þessa dags á hvalaskrokkinn, þar sem safnað var myndum og sýni tekið af hryggjarlið. Myndefnið var greint til að meta ástand hvalaskrokksins, samsetningu hans og þær tegundir sem tengdust honum. Nákvæm staðsetning safnaðs hryggjarliðs var ákvörðuð og tegundasamsetning samfélagsins í hryggjarliðnum greind á rannsóknarstofu með því að sameina hefðbundna flokkunargreiningu hryggleysingja og DNA-greiningu lykiltegunda. Lítill líffræðilegur fjölbreytileiki en mikil einstaklingsfjöldi kom í ljós: aðallega tvær tegundir burstaorma (Polychaeta) og ein tegund lindýra (Mollusca), auk nokkurra annarra flokka með fáum einstaklingum (t.d. marflær, flatormar, þráðormar). Miðað við tilvist og gnótt Bathymodiolus azoricus var hvalaskrokkurinn skilgreindur á efnatillífandi stigi, þar sem ríkjandi voru brennisteinsoxandi lífverur. Skilgreindar tegundir voru settar í stærra samhengi til að meta hlutverk sokkinna hvalaskrokka sem „áfangastaða“ þvert yfir Atlantshafið. Rannsóknin sýnir hvernig verndun líffjölbreytileika tímabundinna vistkerfa eins og sokkinna hvalaskrokkar getur stuðlað að verndun viðkvæmra eða vistfræðilega mikilvægra tegunda og viðhaldið tengingum milli víðáttumikilla hafsvæða og vistkerfa. Hún veitir mikilvægar upplýsingar fyrir framtíðaráætlanir í stjórnun, með áherslu á gildi rannsókna á djúpsjávarbúsvæðum sem standa frammi fyrir áhrifum manna og á nauðsyn þess að greina búsvæði sem þurfa vernd.