В исследовании, опубликованном 6 мая в журнале Ecology Letters, изучается, как молодые мидии реагируют на различные условия окружающей среды на семи участках, расположенных на 800 милях побережья в Калифорнии и Орегоне. Результаты показали, что способность мидий справляться с более кислыми условиями во многом зависит от того, сколько пищи им доступно, и оба фактора варьируются от места к месту в сложной географической мозаике окружающей среды и экологических условий.
«Закисление океана, вероятно, будет развиваться вдоль нашей береговой линии в виде мозаики горячих точек, а не большого покрова, и фоновые условия в этих горячих точках могут определять, как затронуты виды», — сказала первый автор Кристи Кроекер, доцент кафедры экологии и эволюционной биологии в Калифорнийский университет в Санта-Крус.
Поскольку океаны поглощают все большее количество углекислого газа из атмосферы, ожидается, что закисление океана усложнит жизнь многим морским организмам, особенно моллюскам и другим животным с раковинами или скелетами из карбоната кальция.
Под подкислением понимается снижение pH морской воды, когда она поглощает углекислый газ, приближая его к кислотному концу шкалы, хотя она все еще остается слабощелочной. Небольшое понижение pH влияет на химическое равновесие морской воды, затрудняя для организмов создание структур из карбоната кальция.
Для мидий это может означать более тонкую раковину, что делает их более уязвимыми для хищников, таких как собачья ракушка, морская улитка, которая атакует мидии, просверливая их раковины. Чем ниже pH, тем больше энергии требуется для создания раковины, поэтому наличие пищи имеет решающее значение для определения того, насколько хорошо мидии могут справиться с закислением океана.
Команда Крукера воспользовалась преимуществами географической изменчивости ветрового апвеллинга холодной глубоководной воды океана вдоль западного побережья. Эта глубокая вода не только богата питательными веществами, но и имеет относительно высокие концентрации углекислого газа, как потому, что она холодная (холодная вода может поглощать и удерживать больше углекислого газа, чем теплая вода), так и из-за разложения органических веществ, которые опускаются в воду. глубины выделяют углекислый газ. Подкисление океана еще больше увеличивает кислотность этой глубоководной воды.
«Мы можем использовать пространственные различия в апвеллинге, чтобы изучить, как виды реагируют на морскую воду с высоким содержанием углекислого газа», — сказал Крукер. "Подъем относительно кислых глубинных вод — естественный процесс, но в будущем эти воды станут еще более кислыми."
Исследователи изучили влияние морской воды с низким pH, доступности пищи и температуры на рост и морфологию молоди мидий на каждом участке. Они также проверили восприимчивость мидий с каждого участка к бурению с помощью собачьих упряжек.
Результаты показали, что мидии на самом деле быстрее всего росли на участках с частым низким уровнем pH, а также с обильным кормом. Эти участки, как правило, испытывали периодический апвеллинг, который поставляет питательные вещества в поверхностные воды, стимулирует цветение водорослей и обеспечивает достаточным количеством пищи для фильтрующих мидий. Они росли медленнее всего и были наиболее уязвимы для хищников в местах с низким уровнем pH и непостоянным питанием. Высокая температура тела во время отливов, еще один фактор стресса для мидий, также делает их более уязвимыми для хищников.
В связи с продолжающимся закислением океана и изменением климата во многих местах условия окружающей среды будут выходить за рамки диапазона условий, описанных в этом исследовании. По словам Крукера, при попытке предсказать последствия экологических изменений крайне важно рассмотреть несколько экологических факторов и то, как их совместное возникновение и взаимодействие могут сместиться в географическом плане.
«Большинство наших инструментов для управления прибрежными видами и экосистемами, такими как охраняемые морские районы и регулирование загрязнения из точечных источников, — пространственно явны, и это исследование показывает, что могут быть горячие точки уязвимости или устойчивости, которые мы могли бы защитить или управлять на местном уровне», она сказала.