<Nederlandse tekst hieronder>

It's actually quite bizarre. Since 1960, NIOZ researchers have been sailing to the Marsdiep between Texel and Den Helder every day in the spring and autumn to empty the same fish trap day after day. The institute has been conducting such research since 1946, albeit in slightly less detail. The size and weight of all fish caught were recorded and the contents of their stomachs were examined. This provided a wealth of data. And yet it is only now that someone has mapped the complete fish food web of the Wadden Sea.

That person is Suzanne Poiesz, who knew she wanted to be a marine biologist from the age of four. “Many researchers looked at individual species, for example how plaice, which was becoming increasingly scarce, relates to other species. For the first time, I have mapped out who eats whom on a broad scale.”

Stage in the food pyramid

She classified species according to their “trophic value”, in fact their position in the food pyramid. These values ranged from 2 for mainly herbivores to 5 for top predators, such as adult spiny dogfish, which eat all other fish and are not eaten by fish themselves. In addition to the fish, the prey in their stomachs were also given such a value. “Suppose a sea bass has eaten a herring, a shrimp and a crab, then this individual is given a trophic position of 3.8.”

Over the years, Poiesz averaged the trophic value of individuals of eighteen species for which a lot of data was available. Conclusion: no major changes in the trophic value of a specific species. If the garfish used to be a high predator, it remained so. Even “lower” trophic species, such as plaice and flounder, remained on average the same trophic value.

Most striking: the decline in catch

The most striking change between the past and the present is the decline in catches in fish traps. “In photographs from the 1980s, you can see how the researchers emptied overflowing fish traps; the boat was completely full. Now they only catch 10 per cent of those quantities of fish,” says Poiesz. The largest decline took place between 1980 and 2010.

Human activities and global warming

Poiesz suspects that human activities are a major cause. Fishing, ecotourism and possible pollution have all increased. “As a result, there is almost no seagrass left, which used to provide a lot of shelter.” In addition, the increasing average temperature in the Wadden Sea is also likely to play a role. “Since 2000, the temperature has risen by half a degree Celsius almost every year, and there are more and more heat waves during which the water can reach 25 degrees. Two years ago, the water reached 27 degrees and there was a massive cockle die-off.” Every animal species has an optimum temperature; that of sea bass, for example, is higher than that of plaice. “Large specimens of plaice in particular are no longer seen, while southern species such as sea bass are becoming more common.”

Digging into stomach contents remains necessary

The PhD student also tried out a method that could potentially eliminate the need for time-consuming and therefore expensive analysis of stomach contents. She investigated stable isotopes. Elements such as carbon and nitrogen exist in different variants, with one or more extra neutrons in the atomic nucleus. “Some variants are more stable than others. Stable isotopes accumulate in predators.” Poiesz determined the ratio between the isotopes in the fresh fish from the fish trap. ‘And indeed: the higher the trophic value, the greater the proportion of stable isotopes.’ Mission accomplished? ‘In a sense, yes, but stomach contents tell us more than just a hard value. They allow us to accurately determine the type of prey.’

Sheltered nursery

The Wadden Sea is known as a nursery: you will find many young, small fish there. Poiesz: “It has always been a productive and sheltered system, where you will find many young herring and flatfish such as plaice, flounder and sole, for example.” Because the tide empties and refills this sea every day, the many fertilizers that flowed into the water in the 1970s had relatively little effect. “There are almost no dead zones, as in the North Sea.”

There used to be sharks and rays

In the very early data, the researcher came across information about sharks and rays, species that are now hardly found in the area. Now, sea bass, which can tolerate higher temperatures, is one of the top predators, alongside garfish and mackerel, for example. Is it a bad thing that there are now fewer fish and other fish species in the Wadden Sea? ‘Ecosystems are always changing, so change is not a bad thing. Rapid change is, however, as it makes the ecosystem vulnerable. If the cockles suddenly disappear, this could have a major impact on migratory birds, for example.’

Decennia-oude maaginhoud van vissen laat zien: wie eet wie in de Waddenzee?

Met een bijzondere dataschat onderzocht mariene bioloog Suzanne Poiesz voor het eerst het visvoedselweb in de Waddenzee tussen 1946 en nu. Ontlede maaginhouden lieten zien wie wie eet. De positie van soorten in dat voedselweb is onveranderd, maar er is veel minder vis dan vroeger. Ook zijn er soorten bijgekomen: de zeebaars kwam, zag en overwon. Poiesz promoveert 23 september aan de Rijksuniversiteit Groningen.

Eigenlijk is het bizar. Al sinds 1960 varen NIOZ-onderzoekers in het voor- en najaar dagelijks naar het Marsdiep tussen Texel en Den Helder om dag in dag uit dezelfde visfuik te legen. Eigenlijk deed het instituut zulk onderzoek al vanaf 1946, toen was het iets minder gedetailleerd. Van alle gevangen vis werden afmetingen en gewicht geregistreerd en er werd gekeken wat er in hun magen zat. Dat gaf een enorme schat aan data. En toch bracht pas nu iemand het complete visvoedselweb van de Waddenzee in kaart.

Die iemand is Suzanne Poiesz, die al op haar vierde wist dat ze mariene bioloog wilde worden. ‘Veel onderzoekers keken naar individuele soorten, bijvoorbeeld hoe schol, die steeds minder voorkwam, zich verhoudt tot andere soorten. Ik heb voor het eerst breed in kaart gebracht wie nu wie eet.’

Trede in de voedselpiramide

Ze deelde soorten in volgens op basis van hun ‘trofische waarde’, in feite hun trede in de voedselpiramide. Deze waarden liepen uiteen van 2 voor voornamelijk planteneters, tot waarde 5 voor toppredatoren, zoals volwassen gepen die alle andere vis eet en zelf niet door vissen wordt gegeten. Naast de vis, kregen ook de prooien in hun maag zo’n waarde. ‘Stel een zeebaars heeft een haring, een garnaal en een krab gegeten, dan krijgt dit individu een 3,8 als trofische positie.’

Zo middelde Poiesz door de jaren heen de individuen van achttien soorten waarover veel gegevens voorhanden waren. Conclusie: geen grote veranderingen van trofische waarde van een specifieke soort. Was de geep vroeger een hoge predator, dan bleef dat zo. Ook ‘lagere’ trofische soorten, zoals de schol en de bot, bleven gemiddeld dezelfde trofische waarde hebben.

Opvallendst: de afname van de vangst

De opvallendste verandering tussen vroeger en nu is de afname van de vangst in de fuik. ‘Op foto’s uit de jaren tachtig zie je hoe de onderzoekers overvolle fuiken leeghaalden, het bootje lag helemaal vol. Nu is vangen ze nog maar 10 procent van die hoeveelheden vis’, zegt Poiesz. De grootste afname vond plaats tussen 1980 en 2010.

Menselijke activiteiten en opwarming

Poiesz vermoed dat een belangrijke oorzaak bij menselijke activiteiten te zoeken is. Zo zijn de visserij, ecotoerisme en mogelijke vervuilingen toegenomen. ‘Er groeit daardoor bijna geen zeegras meer, dat veel beschutting bood.’ Daarnaast speelt ook de toenemende gemiddelde temperatuur in de Waddenzee waarschijnlijk een rol. ‘Sinds 2000 komt er bijna elk jaar een halve graad Celsius bij en er zijn steeds meer hittegolven waarbij het water wel 25 graden kan worden. Twee jaar geleden werd het water wel 27 graden en was er een massale kokkelsterfte.’ En elke diersoort heeft een temperatuur-optimum, dat van de zeebaars ligt bijvoorbeeld hoger dan dat van de schol. ‘Vooral grote exemplaren van de schol zie je niet meer, zuidelijke soorten zoals zeebaars des te meer.’

Wroeten in maaginhoud blijft nodig

De promovenda probeerde ook een methode uit die het tijdrovende en dus dure analyseren van maaginhouden mogelijk overbodig kon maken. Ze onderzocht stabiele isotopen. Van elementen als koolstof en stikstof bestaan verschillende varianten, met een of enkele neutronen extra in de atoomkern. ‘Sommige varianten zijn stabieler dan andere. Stabiele isotopen hopen zich op in predatoren.’ Van de verse vis uit de fuik bepaalde Poiesz de verhouding tussen de isotopen. ‘En inderdaad: hoe hoger de trofische waarde, hoe groter het aandeel stabiele isotopen.’ Missie geslaagd? ‘In zekere zin wel, maar maaginhoud vertelt toch meer dan alleen een keiharde waarde. Je stelt er het type prooi nauwkeurig mee vast.’

Beschutte kraamkamer

De Waddenzee staat bekend als kraamkamer: je vindt er veel jonge, kleine vissen. Poiesz: ‘Het is altijd een productief en beschut systeem geweest, waar je bijvoorbeeld veel jonge haring en platvissen zoals schol, bot en tong vindt.’ Doordat het getij deze zee dagelijks leeg trekt en weer vult, hadden de vele meststoffen die in de jaren zeventig het water in stroomden, relatief weinig effect. ‘Je hebt er bijna geen dode zones, zoals in de Noordzee.

Vroeger waren er haaien en roggen

In de heel vroege data kwam de onderzoeker gegevens over haaien en roggen tegen, soorten die nu nauwelijks meer voorkomen in het gebied. Nu is de zeebaars, die tegen hogere temperaturen kan, een van de toppredatoren, naast bijvoorbeeld de geep en de (hors)makreel. Is het erg dat er nu minder vis en andere vissoorten zijn in de Waddenzee? ‘Ecosystemen zijn altijd in beweging, verandering is niet erg. Snelle verandering is dat wel, dat maakt het ecosysteem kwetsbaar. Als opeens de kokkels weg zijn, kunnen migrerende vogels daar bijvoorbeeld veel last van hebben.’