“Dan kami tahu bahwa banyak hewan—bukan hanya ikan—bertumbuh dewasa dengan ukuran lebih kecil dengan menghangatnya suhu. Namun meskipun telah dilakukan penelitian selama beberapa dekade, kami masih tidak mengerti mengapa ukuran menurun seiring dengan meningkatnya suhu," ujarnya. 

Kenaikan suhu air mempunyai dampak penting terhadap metabolisme, reproduksi, dan fungsi kehidupan lainnya. Ini berlaku pada spesies ikan laut maupun air tawar. Namun, faktor penting yang menjadi dasar sebagian besar model pengelolaan perikanan adalah ukuran ikan. Perikanan komersial sering kali diatur berdasarkan tonase, dan ketika ikan menyusut, dibutuhkan lebih banyak ikan untuk memenuhi satu ton. Berat badan yang lebih rendah juga dikaitkan dengan berkurangnya reproduksi. 

Menurut teori GOL yang populer di kalangan ilmuwan, pertumbuhan ikan dibatasi oleh seberapa banyak insang dapat menarik oksigen dari air. Saat air memanas, proses biokimia ikan menjadi lebih cepat dan membutuhkan lebih banyak oksigen. GOL berpendapat bahwa insang memiliki luas permukaan terbatas sehingga membatasi jumlah oksigen yang dapat disuplai, sehingga ikan tidak dapat tumbuh sebesar itu dalam kondisi air hangat. Oleh karena itu, ikan "menyusut" agar sesuai dengan keterbatasan oksigen yang dapat disuplai oleh insangnya.

Teori GOL mendasari proyeksi model penurunan drastis hasil perikanan global di masa depan yang banyak dikutip, termasuk yang digunakan oleh Uni Internasional untuk Konservasi Alam (IUCN)—namun teori ini belum pernah diuji secara langsung.

“Kami memperhatikan bahwa penelitian sebelumnya tentang GOL mengandalkan data yang digunakan kembali dari proyek penelitian lain yang tidak terkait dan tidak dirancang khusus untuk menguji teori tersebut,” kata Lisa Komoroske, asisten profesor konservasi lingkungan di UMass Amherst dan penulis senior makalah tersebut. 

“Sebaliknya pada penelitian ini, kami merancang serangkaian eksperimen jangka panjang yang secara kolektif merupakan upaya pertama untuk menguji GOL secara empiris.”

Secara khusus, Lonthair, Komoroske dan rekan-rekannya ingin melihat bagaimana tiga unsur utama GOL—pertumbuhan, kebutuhan energi, dan luas permukaan insang ikan—berubah seiring dengan meningkatnya suhu air. Untuk melakukan hal ini, mereka beralih ke ikan trout, yang merupakan subjek uji yang ideal: para ilmuwan sudah mengetahui banyak tentang spesies ini, mereka tumbuh dengan cepat, penting secara ekonomi dan ekologis bagi wilayah Timur Laut AS, dan mereka relatif mudah untuk diajak bekerja sama.

Para peneliti menempatkan subjek uji—benih kecil yang masing-masing beratnya antara satu dan dua gram—ke dalam tangki, beberapa di antaranya berisi air normal bersuhu 15º Celsius, dan beberapa di antaranya berisi air yang dihangatkan hingga 20º Celsius. Ikan ditimbang dan diukur pada awal percobaan, dan kemudian setiap bulan setelahnya. Konsumsi oksigen mereka juga diukur pada dua minggu, tiga bulan, dan enam bulan, yang merupakan cara untuk memastikan tingkat metabolisme. Terakhir, para peneliti mengumpulkan sampel insang dari ikan yang sama untuk mengukur perubahan luas permukaan insangnya.

Begitu mereka mulai menganalisis datanya, beberapa hal menjadi jelas: Ikan trout di tangki yang lebih hangat lebih kecil, seperti yang diduga, dan sejalan dengan Aturan Ukuran Suhu. Namun, luas permukaan insang lebih dari cukup untuk memenuhi kebutuhan energi ikan, yang berarti pertumbuhan mereka tidak dibatasi oleh luas permukaan insang, seperti prediksi GOL.

Tim tersebut juga menemukan bahwa meskipun tingkat metabolisme ikan-ikan yang hidup di akuarium air hangat meningkat dalam waktu tiga bulan, namun setelah enam bulan, tingkat oksigen mereka kembali normal. Hal ini menunjukkan bahwa ikan-ikan tersebut dapat menyesuaikan fisiologi mereka dari waktu ke waktu untuk memperhitungkan peningkatan suhu air. 

“Penggunaan oksigen mungkin masih menjadi faktor pembatas yang penting dalam ukuran ikan,” kata Lonthair. “Namun, jika digabungkan, temuan kami menunjukkan bahwa GOL tidak dapat memprediksi apa yang kita lihat, dan ini mempunyai implikasi dalam memprediksi dampak iklim terhadap perikanan dan ekosistem di masa depan."

Lonthair mengatakan bahwa pihaknya belum mengetahui persis keterkaitan antara ukuran ikan dan kenaikan suhu. “Ini mungkin bukan sebuah mekanisme tunggal—bisa jadi disebabkan oleh sejumlah faktor, termasuk penggunaan oksigen. Kita memerlukan lebih banyak studi interdisipliner jangka panjang sehingga kita dapat memahami cara terbaik untuk menyesuaikan diri dengan pemanasan dunia.”

“Penelitian ini menyoroti pentingnya interdisipliner,” tambah Komoroske. “Ilmuwan perikanan dan makroekologi cenderung bekerja pada tingkat populasi dan spesies, sedangkan ahli fisiologi cenderung bekerja pada tingkat individu dan seluler. Namun ini adalah perbedaan akademis, bukan perbedaan alami, dan jika kita ingin membantu ikan bertahan hidup di perairan yang memanas, kita perlu bekerja lintas skala biologis dan menggabungkan wawasan dari semua bidang ini.