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A humpback whale feeds on schooling forage fish in Prince William Sound Alaska. Credit: NOAA Fisheries/John Moran
Alaska Marine Heatwaves Devastate Key Capelin Populations Threatening Entire Arctic Food Web
UNITED STATES
Tuesday, May 19, 2026, 06:00 (GMT + 9)
Sharp declines in energy-rich forage fish leave predators with less than 1 percent of historical food supply during warm-water anomalies
JUNEAU, Alaska — Recent marine heatwaves in Alaska have triggered a dramatic collapse in capelin populations, fundamentally altering the dynamics of high-latitude marine ecosystems. Often referred to as the "sea canary" of the ocean, the small forage fish serves as a vital indicator of ecological health, and its sudden decline has left major predators on the brink of starvation.
A multi-decade study spanning from 2002 to 2022 reveals that rising ocean temperatures have severely disrupted capelin abundance, distribution, and body composition. Commercial fish species such as salmon and halibut, alongside whales, seals, sea lions, and seabirds, heavily rely on these energy-dense schooling fish for survival.
Not all prey species are equal: Capelin and other lipid-rich species that form dense schooling aggregations play an elevated role in transferring energy up the food chain. Credit: NOAA Fisheries
Because capelin are not commercially harvested in the northeast Pacific Ocean, the sudden population shifts offer scientists an unbiased window into how climate-driven environmental changes ripple through the food web.
A Pillar of the Marine Ecosystem Crumbles
Twenty years ago, Dr. George Rose with the Memorial University of Newfoundland famously designated the capelin as a "sea canary for marine ecosystem change." A new study led by Rob Suryan at the Alaska Fisheries Science Center reinforces this vital role, identifying capelin alongside herring, .png) sand lance, and krill as the "big 4" pelagic schooling forage species in Alaska.
"They are incredibly energy-rich—meaning they have a high lipid, or fat, content," Suryan explained. "And when they school, they form dense aggregations, which greatly increases foraging efficiency for predators. These two factors make them very valuable food for marine mammals, seabirds, and many commercial fish species."
Analyzing autumn surface trawl surveys across three large marine ecosystems—the Gulf of Alaska, the Bering Sea, and the Chukchi Sea—researchers evaluated how age 1+ capelin responded to two major marine heatwaves between 2014 and 2019.
The findings were stark: capelin abundance plummeted during heatwave years, and the fish completely vanished from surface waters between 0 and 20 meters in the Gulf of Alaska and Chukchi Sea regions, retreating to deeper, cooler depths. This sudden shift in depth left surface-feeding predators, particularly salmon and various seabirds, without accessible prey.
Energy Supply to Predators Plummets
Beyond the shrinking population size, the physical condition of the remaining capelin deteriorated. In warmer waters, the fish exhibited significantly lower lipid content.
Multiple species of juvenile fish (mostly herring in this picture) prior to sorting, counting, measuring, and sample collection aboard the survey vessel. Credit: NOAA Fisheries/Rob Suryan
Combining the effects of lower abundance and poorer body condition, researchers estimated that the total energy available to predators from capelin dropped to less than 1 percent of pre-heatwave maximums in the Bering Sea.
This severe prey collapse during the multi-year 2014 to 2016 marine heatwave in the Gulf of Alaska has already been directly linked to mass mortality events of seabirds and marine mammals, alongside a sharp decline in Pacific cod. While countries in the North Atlantic Ocean harvest capelin commercially for food, bait, and fishmeal, the changes observed in Alaska reflect purely natural, climate-driven ecosystem disruptions.
Disrupting the Biological Lifecycle
To forecast future survival rates, scientists utilized bomb calorimetry to measure the pre-winter body condition of the fish. Overwinter starvation is a primary cause of mortality in high-latitude environments where food becomes scarce.
Capelin being measured aboard the survey vessel. Photo credit: NOAA Fisheries/Rob Suryan
Interestingly, the study found no consistent correlation between the pre-winter body condition of age 1+ capelin and their overall abundance the following year. This suggests that the lethal environmental pressures are occurring either during a different season or during the very first winter of the fish's life, when smaller age-0 capelin lack the energy stores to survive.
Furthermore, ocean warming appears to be disrupting the typical capelin lifecycle. Under normal conditions, capelin feature complex spawning patterns:
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They typically mature and spawn at 2 years of age before dying.
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Spawning occurs on beaches or in deep offshore waters, typically from May through July, though it can extend into September in some Alaskan regions.
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They possess the unique ability to overwinter in their larval stage.
 However, during the severe 2014 to 2016 heatwave, scientists discovered that Gulf of Alaska capelin began spawning at just 1 year old. Faced with extreme environmental stress, the species altered its evolutionary strategy, prioritizing immediate reproduction over its own survival.
<-- Bomb calorimetry to determine energy content of fish. Photo credit: NOAA Fisheries/Johanna Page
Future Research Directions
While the massive swings in capelin abundance have been thoroughly documented, the precise biological mechanisms driving these collapses remain opaque.
Future research efforts by federal scientists will pivot toward a holistic approach combining field data, laboratory analysis, and predictive modeling. Upcoming projects will focus heavily on tracking the youngest age-0 classes through their first winter and determining the exact environmental triggers that prompt older cohorts to spawn.
Understanding the health of this vital "sea canary" remains paramount to predicting the long-term stability and commercial viability of Alaska’s multi-billion dollar marine fisheries.
🇯🇵 日本語翻訳 (Japanese Translation)
アラスカの海洋熱波が主要なカラフトシシャモの個体群を破壊、北極圏の食物網全体を脅かす
暖水アノマリーの期間中、エネルギー豊富な餌魚の急減により、捕食者の餌の供給量が歴史的な水準の1パーセント未満に減少
米国アラスカ州ジュノー — アラスカにおける最近の海洋熱波は、カラフトシシャモ（カペリン）の個体群の劇的な崩壊を引き起こし、高緯度海洋生態系の動態を根本から変えてしまった。海洋の「海のカナリア」としばしば称されるこの小さな餌魚は、生態系の健全性を示す重要な指標として機能しており、その突然の減少は主要な捕食者たちを飢餓の危機に陥れている。
2002年から2022年に及ぶ数十年の研究により、海洋温度の上昇がカラフトシシャモの豊度、分布、および体組成を深刻に乱していることが明らかになった。サケやオヒョウといった商業的に重要な魚種は、クジラ、アザラシ、トド、そして海鳥とともに、生存のためにこれらのエネルギー密度の高い群生する魚に大きく依存している。
カラフトシシャモは太平洋北東部では商業的に漁獲されていないため、この突然の個体群のシフトは、気候に起因する環境変化が食物網全体にどのように波及するかを科学者が偏見なく観察するためのユニークな窓を提供している。
崩壊する海洋生態系の柱
20年前、ニューファンドランド・メモリアル大学のジョージ・ローズ博士は、カラフトシシャモを「海洋生態系変化の海のカナリア」と有名に位置づけた。アラスカ漁業科学センターのロブ・サリヤンが率いる新しい研究は、この重要な役割を補強し、カラフトシシャモをニシン、イカナゴ、オキアミと並ぶアラスカにおける「ビッグ4」の表層性群生餌魚種として特定した。
「彼らは信じられないほどエネルギーが豊富で、つまり脂質、すなわち脂肪の含有量が高いのです」とサリヤンは説明した。「そして彼らが群れを形成すると、高密度な集団を作り、これが捕食者の採餌効率を大幅に高めます。これら2つの要因により、彼らは海洋哺乳類、海鳥、そして多くの商業魚種にとって非常に価値のある食物となっているのです。」
アラスカの3つの大きな海洋生態系（アラスカ湾、ベーリング海、チュクチ海）における秋の表層トロール調査データを分析した研究者らは、年齢1+のカラフトシシャモが2014年から2019年の間の2つの主要な海洋熱波にどのように反応したかを評価した。
その結果は過酷なものであった。熱波の年にカラフトシシャモの豊度は急落し、魚はアラスカ湾とチュクチ海の地域において表層水（0〜20メートル）から完全に姿を消し、より深く冷たい水深へと退避した。この突然の水深の変化により、特にサケや様々な海鳥といった、主に表層水で採餌する捕食者たちが行き届く餌を失うこととなった。
捕食者へのエネルギー供給が急落
減少する個体群の規模にとどまらず、生き残ったカラフトシシャモの身体的コンディションも悪化した。より温暖な海域では、魚の脂質含有量が著しく低いことが示された。
豊度の低下と身体コンディションの悪化という影響を組み合わせると、ベーリング海においてカラフトシシャモから捕食者が利用できる総エネルギーは、熱波前の最大値の1パーセント未満にまで落ち込んだと研究者らは推定した。
アラスカ湾における2014年から2016年の複数年にわたる海洋熱波の期間中のこの深刻な餌の崩壊は、マダラの急減とともに、海鳥や海洋哺乳類の大量死イベントにすでに直接関連付けられている。大西洋北部の諸国ではカラフトシシャモを食用、餌用、魚粉用に商業漁獲しているが、アラスカ沖で観察された変化は、商業漁獲による潜在的な影響とは無関係な、純粋に気候に起因する自然の生態系破壊を反映している。
生物学的ライフサイクルの混乱
将来の生存率を予測するため、科学者たちは爆発熱量計（ボムカロリメーター）を利用して魚の越冬前の身体コンディションを測定した。冬の間に餌が不足する高緯度環境において、越冬時の飢餓は死亡の主な原因である。
興味深いことに、本研究では、年齢1+のカラフトシシャモの越冬前の身体コンディションと、翌年の全体的な豊度との間に一貫した相関関係は見出されなかった。これは、致命的な環境圧力が別の季節、あるいは魚の最初の冬（より小さな年齢0のカラフトシシャモが生き残るためのエネルギー貯蔵を欠いている時期）に発生していることを示唆している。
さらに、海洋の温暖化は典型的なカラフトシシャモのライフサイクルを乱しているようである。通常の条件下では、カラフトシシャモは複雑な産卵パターンを特徴とする：
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彼らは通常、2歳で成熟して産卵し、産卵後に死亡する。
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産卵は通常、海岸や深い沖合の水域で行われ、一般的には5月から7月にかけてであるが、アラスカの一部の地域では9月まで延長されることがある。
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彼らは幼生段階で越冬できるという比較的ユニークな能力を持っている。
しかし、2014年から2016年の深刻な熱波の期間中、科学者たちはアラスカ湾のカラフトシシャモが2歳ではなくわずか1歳で産卵し始めたことを発見した。極端な環境ストレスに直面したこの種は進化戦略を変更し、自身の生存よりも即座の繁殖を優先したのである。
将来の研究方向
カラフトシシャモの豊度における大規模な変動は十分に文書化されているものの、これらの崩壊を引き起こす正確な生物学的メカニズムは依然として不透明なままである。
連邦政府の科学者による将来の研究活動は、現場データ、実験室分析、および予測モデリングを組み合わせた総合的なアプローチへとピボットする予定である。今後のプロジェクトでは、最も若い年齢0のクラスが最初の冬を越すのを追跡すること、および高年齢のコホートに産卵を促す正確な環境トリガーを特定することに重点を置く。
この極めて重要な「海のカナリア」の健全性を理解することは、アラスカの数十億ドル規模の海洋漁業の長期的な安定性と商業的生存可能性を予測するために依然として極めて重要である。
🇨🇳 简体中文译文 (Simplified Chinese Translation)
阿拉斯加海洋热浪摧毁关键毛鳞鱼种群，威胁整个北极食物网
在暖水异常期间，富含能量的饵料鱼急剧减少，使捕食者的食物供应量降至历史水平的不到1%
美国阿拉斯加州朱诺 — 最近在阿拉斯加发生的海洋热浪引发了毛鳞鱼种群的剧烈崩溃，从根本上改变了高纬度海洋生态系统的动态。这种小型的饵料鱼通常被称为海洋中的“海洋金丝雀”，是生态系统健康的重要指标，其突然减少已使主要捕食者处于饥饿的边缘。
一项跨越2002年至2022年数十年的研究表明，不断上升的海洋温度严重扰乱了毛鳞鱼的丰度、分布和身体组成。鲑鱼和大比目鱼等具有重要商业价值的鱼类，以及鲸鱼、海豹、海狮和海鸟，都极度依赖这些能量密集型的群居鱼类来维持生存。
由于在太平洋东北部并没有对毛鳞鱼进行商业捕捞，因此这种突然的种群变化为科学家们提供了一个不受干扰的窗口，以观察气候驱动的环境变化是如何在食物网中产生涟漪效应的。
崩溃的海洋生态系统支柱
二十年前，纽芬兰纪念大学的乔治·罗斯博士将毛鳞鱼著名地称为“海洋生态系统变化的海洋金丝雀”。由阿拉斯加渔业科学中心的罗布·苏里安领导的一项新研究巩固了这一至关重要的角色，将毛鳞鱼与鲱鱼、玉筋鱼和磷虾并列为阿拉斯加“大4样”表层群居饵料鱼种。
“它们具有难以置信的丰富能量——这意味着它们含有很高的脂质或脂肪含量，”苏里安解释说。“当它们集群时，会形成密集的聚集体，这极大地提高了捕食者的觅食效率。这两个因素使它们成为海洋哺乳动物、海鸟以及许多商业鱼类非常宝贵的食物。”
通过分析阿拉斯加三个大型海洋生态系统——阿拉斯加湾、白令海和楚科奇海——的秋季表层拖网调查数据，研究人员评估了年龄为1+的毛鳞鱼对2014年至2019年间两次主要海洋热浪的反应。
研究结果令人震惊：在热浪年份，毛鳞鱼的丰度直线下降，且这些鱼类在阿拉斯加湾和楚科奇海区域的表层水域（0至20米）中完全消失，退避到了更深、更冷的水深中。这种突然的水深变化使得主要在表层水域觅食的捕食者，特别是鲑鱼和多种海鸟，失去了可以获取的猎物。
对捕食者的能量供应骤降
除了种群规模的缩小，幸存毛鳞鱼的身体状况也发生了恶化。在更温暖的水域中，这些鱼类表现出显著降低的脂质含量。
结合丰度降低和身体状况变差的影响，研究人员估计，在白令海，捕食者从毛鳞鱼那里获取的总能量下降到了热浪前最大值的不到1%。
在阿拉斯加湾持续多年的2014年至2016年海洋热浪期间，这种严重的猎物崩溃，伴随着太平洋鳕鱼的急剧减少，已经与海鸟和海洋哺乳动物的大规模死亡事件直接联系在一起。虽然北大西洋沿岸的国家为了食物、饵料和鱼粉而对毛鳞鱼进行商业捕捞，但在阿拉斯加海域观察到的变化纯粹反映了自然的、气候驱动的生态系统扰乱，与商业捕捞的潜在影响无关。
干扰生物生命周期
为了预测未来的生存率，科学家们利用弹式热量计来测量鱼类越冬前的身体状况。在食物匮乏的高纬度环境中，越冬饥饿是导致死亡的主要原因。
有趣的是，研究发现年龄为1+的毛鳞鱼在越冬前的身体状况与次年的整体丰度之间没有一致的相关性。这表明，导致死亡的致命环境压力可能发生在一年中的其他季节，或者发生在鱼类生命的第一个冬天，当时体型较小的年龄为0的毛鳞鱼缺乏维持生存的能量储备。
此外，海洋变暖似乎正在干扰典型的毛鳞鱼生命周期。在正常条件下，毛鳞鱼具有复杂的产卵模式：
然而，在2014年至2016年的严重热浪期间，科学家们发现阿拉斯加湾的毛鳞鱼在仅1岁时就开始产卵。面对极端环境压力的威胁，该物种改变了其进化策略，优先选择立即繁殖而不是自身生存。
未来研究方向
虽然毛鳞鱼丰度的巨大波动已被充分记录，但导致这些崩溃的确切生物学机制仍然模糊不清。
联邦科学家的未来研究工作将转向一种结合实地数据、实验室分析和预测模型的综合方法。接下来的项目将重点追踪最年轻的年龄为0的群体度过其第一个冬天的情况，并确定触发较长年龄组产卵的确切环境因素。
了解这一至关重要的“海洋金丝雀”的健康状况，对于预测阿拉斯加数十亿美元海洋渔业的长期稳定性和商业可行性仍然至关重要。
[email protected]
www.seafood.media
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