Морські їжаки отримують проблеми з травленням у кислій воді
Зростаюче підкислення океанів загрожує існуванню багатьох крихітних морських істот. Мікроорганізмам, таким як планктон, а також корали, все важче утворювати вапняні черепашки в кислих умовах. Тепер зрозуміло, що морські їжаки також сильно б’ються від кислої води на шлунку.
Підкислення Світового океану пригнічує ріст вапняноутворюючих організмів, таких як водорості та планктон, мідії, равлики, морські їжаки та корали.
Допитлива людина вперше був на Місяці майже 45 років тому, він зайнятий підготовкою першого пілотованого польоту до сусідньої нам планети Марс. Але моря цього світу, Світовий океан, все ще залишаються порожніми місцями в дослідженнях і відкриттях життя людей. Процеси, які непомітно відбуваються у вологих глибинах океанів, мають велике значення для життя на землі. Як гігантські так звані "раковини", океани поглинають чверть вуглекислого газу, що виробляється людиною. Таким чином, вони допомагають уповільнити кліматичні зміни, які без цього природного резервуару вуглекислого газу відбувались би набагато швидше та інтенсивніше.
Вся справа в справді великих кількостях парникових газів: З початку промислової революції в середині 19 століття люди викинули в атмосферу близько 440 мільярдів тонн вуглекислого газу, просто спалюючи викопне паливо, таке як вугілля, природний газ та нафта. Це відповідає вантажному поїзду, завантаженому рідким діоксидом вуглецю три з половиною рази до Місяця і назад. Перший чоловік на Місяці Ніл Армстронг міг просто піти до Місяця на цьому вантажному поїзді без ракети "Аполлон".
Закислення океану загрожує морському харчовому ланцюгу
Ці понад 110 мільярдів тонн вуглекислого газу, які до цього часу потрапили в океани блакитної планети внаслідок людської діяльності, змінюють кислотність, значення рН води: вона стає більш кислою, оскільки вуглекислий газ у морі реагує на вугільну кислоту. Раніше було відомо, що це закислення Світового океану становить небезпеку для великих і малих живих істот, які будують свої черепашки та скелети з вапна. Через закислення Світового океану у воді є менше карбонатних іонів.
Це саме те, що для їх росту необхідні організми, що утворюють вапнякову оболонку, такі як водорості та планктон, мідії, равлики, морські їжаки та корали. Багато з цих крихітних морських істот, таких як планктон, знаходяться на дні морського харчового ланцюга. Проблема, яка також може серйозно порушити харчування людей у майбутньому.
Кисла вода потрапляє на морських їжаків на шлунок
Вчені зі Швеції з Університету Гетеборга та Німеччини - тут з Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) та з Центру досліджень океану GEOMAR Helmholtz в Кільі - тепер виявили, що підкислення океанів вимагає ще більшої кількості німих жителів, ніж вони вимагають Стрес утворення важкого вапняного накипу через нижче значення рН в морі. На прикладі екологічно важливого зеленого морського їжака із закрученим язиком ботанічною назвою Strongylocentrotus droebachiensis вони змогли продемонструвати, що кисла вода буквально вражає цих морських істот на животі: вони важко перетравлюють їжу.
Зелені морські їжаки - це крихітні машини для їжі
Личинки плютея зеленого морського їжака - крихітні, приблизно 0,3 мм «їдальні машини», які живляться водоростями в планктоні протягом декількох тижнів, перш ніж вони зазнають метаморфози та починають своє життя на морському дні. Нещодавно стало відомо, що личинки плютея ростуть повільніше і споживають більше енергії в підкисленій морській воді.
"Мої вимірювання показали, що травлення дуже залежить від значення рН", - пояснює д-р. Мейке Стампп, яка в якості доктора медицини в Університеті Гетеборгу розробила новий метод випробування для вивчення травлення та травних ферментів личинок цього морського їжака. «Ферменти шлунка морських їжаків оптимально функціонують при високих значеннях рН. Це чітко відрізняє ці організми від ссавців, у яких шлункова рідина кисла і ферменти яких найкраще працюють при низьких значеннях рН ".
Травлення займає більше часу і є менш ефективним
Результати, опубліковані зараз у міжнародному журналі Nature Climate Change, ясні: травлення триває довше і менш ефективно, коли личинки живуть у підкисленій озерній воді. "У підкисленій воді личинкам доводилося збирати більше енергії, щоб підтримувати високе значення рН у шлунку", - каже доктор. Маріан Ху твердо. Співавтор дослідження використав методи фарбування антитіл, щоб продемонструвати високу концентрацію клітин, що регулюють рН, на внутрішній поверхні шлунка.
Пошук роботи інженерів
Культурні експерименти та експерименти з годуванням показали, що личинки їдять значно більше, щоб компенсувати знижену ефективність травлення. “Якщо організми не можуть задовольнити додаткові потреби в енергії, що виникають внаслідок закислення океану через вживання їжі, вони можуть погіршитися або бути менш родючими. У крайньому випадку вони гинуть », - наголошує д-р. Сем Дюпон з Університету Гетеборгу, старший автор дослідження.
"Захоплюючі часи для міждисциплінарних морських досліджень"
"Оскільки попередні дослідження були зосереджені головним чином на розумінні утворення кальцію, іншими життєво важливими процесами, такими як травлення та регулювання значення рН у шлунку, нехтували", - говорить Мейке Стампп. "Зараз ми можемо показати, що вони заслуговують набагато більше уваги".
"Ці дослідження показують, що наше розуміння того, як працюють ранні етапи життя навіть найпоширеніших морських організмів, все ще перебуває в зародковому стані", - резюмує професор Франк Мельцнер, який очолює робочу групу з екофізіології в GEOMAR в Кільі. "Захоплюючі часи для міждисциплінарних морських досліджень".
Детлеф Столлер, інженер та автор цієї статті, також написав екотрилер на цю тему. Вступ до книги ви можете знайти тут.