研究人员担心,由于大气二氧化碳水平的升高,海水不断变酸,许多无脊椎动物会因此消失,但一项新研究显示:某些无脊椎动物可能会受益于海洋的酸化,长出更大的外壳或外骨骼,这将为它们提供更为安全的保护。这项研究表明,二氧化碳水平的升高对海洋环境的影响比原以为的更加复杂。
s- Q( l, q% \ 在海洋底部生活的海洋动物,如龙虾和珊瑚虫等,被包裹在由碳酸钙构成的外壳或外骨骼内。先前的研究预测,海洋酸性的升高会使海洋动物的外骨骼或外壳受损及变软,因而它们在疾病、掠食者和环境胁迫面前会变得更加脆弱。北卡罗莱纳大学教堂山分校的海洋科学家贾斯廷·里斯提出一个假设:并不是所有的海洋生物对酸性都表现出相同的反应,因为它们是利用不同类型的碳酸钙来作为外壳的。
/ l2 M, @ S. [7 _1 C 里斯和来自马萨诸塞州伍兹霍尔海洋研究所的两名同事,把18种海洋动物置于四种不同酸性的海水中。第一种环境相当于现在的大气二氧化碳水平所产生的海水环境;两种其他的环境分别是前工业时期二氧化碳水平的两倍和三倍,模仿了根据预料下个世纪将会出现的情况;第四种二氧化碳水平是前工业时期的10倍。里斯说,尽管在我们的有生之年二氧化碳水平不会达到那么高,但是在500年至700年内是有可能达到的。在一亿年前的白垩纪时期,大气中的二氧化碳含量的确有那么高。他说:“尽管当时大气中的二氧化碳水平特别高,可是在那个时段很多海洋生物生存了下来,显然生活得还不错。”; m" U6 ~/ i( u( c9 j: }
研究人员不久前在《地质学》杂志上报道,蓝蟹、龙虾和小虾在高二氧化碳水平的环境中可以茁壮成长,而且还长出了较大的外壳。里斯说,较大的外壳可能具有更强的抵抗力,以防被掠食者击碎,然而美洲牡蛎、扇贝、温带珊瑚虫和管状虫都长得较差,外壳变得更薄、更脆弱了。受到损害最严重的包括蛤蚌和石笔海胆,它们的外骨骼在高水平的二氧化碳环境下溶解了。! r4 z' M @, t$ R- p
研究人员发现,对酸的敏感性在某种程度上取决于动物所产生的碳酸钙类型。然而,外壳的矿物性质本身不是造成敏感性差异的唯一因素。如果这些海洋生物像富含钙质的绿藻那样,能够通过缓解周围水中的酸性来控制钙化部位的pH值,它们也可能会应对得更好一些。不过,里斯介绍,这种应对机制是需要能量的,需要多少,还不清楚,但是可能会因此产生负面影响,比如,所需能量从保持某种免疫反应的能量转化而来。里斯说:“我们充分认识到的情况是,海洋生物对海洋酸性的反应比我们原以为的要微妙得多、复杂得多。”* g+ h2 ?5 @; G7 Y9 {- ^
“他们的观点是,随着海洋酸性的增加,海洋生物进行钙化的代价会不断地加重,因而它们的应对能力将会下降,”缅因大学奥罗诺分校的海洋生物学家罗伯特·斯特耐克说,“至少可以说,他们的发现是令人惊讶的。” |