Климатични промени: черупките губят черупката си

Подкисляването на океана нарушава образуването на черупки от миди ларви

Деликатни същества: Двудневни ларви на миди под поляризиращия микроскоп © F. Melzner / GEOMAR
чете на глас

Беззащитни в океана: Увеличаващото се подкиселяване на моретата прави ларвите на мидите истински проблеми. При тези условия за организмите става все по-трудно да изграждат жизненоважната си варовикова обвивка. В краен случай защитният против хищници и фактори на околната среда резервоар дори се разтваря - и ларвите умират. Мидите могат да се сблъскат с трудни моменти с напредването на климатичните промени.

Мидите се намират в бурните приливни зони на моретата - включително и по нашите брегове. Но като много същества в океаните, животните са застрашени от нарастващото подкиселяване на морската вода. Изменението на климата означава, че все повече въглероден диоксид от атмосферата попада във водата и се отделя там. В резултат на това pH спада - и ясно се усещат мидите.

Проучванията показват, че ако водите на океаните са само леко кисели, мидите губят жизненоважна котва. Тъй като техните стабилни задържащи нишки вече не се лекуват правилно, черупките са силни токове, доставени беззащитни. Техният защитен щит срещу хищници може да бъде изгубен за морските животни от глобалното затопляне: Варовитата обвивка на черупките също не е направена за изключително киселинни условия.

Чувствителни ларви

Учени от Кирти Рамиш от Центъра за изследвания на океаните в Хелмхолц в Кил са проучили колко чувствителни мидите реагират на променящите се стойности на pH - и по този начин се посвещават на много ранна жизнена фаза на животните: ларвална фаза. През това време черупките правят своя жизненоважен резервоар. Още между първия и втория ден от живота те развиват варовити черупки, които съответстват на теглото на останалото им тяло.

Миди ларви, изложени на флуоресцентно багрило калцеин (зелено) между 24 и 26 часа след оплождането в морска вода F. Melzner / GEOMAR

„За пръв път използвахме два метода, за да разберем калцификацията на ларвите на черупките от един до два дни и да оценим тяхната чувствителност към изменението на климата“, съобщава Рамеш. Използвайки флуоресцентни багрила и специален метод на микроскопия, изследователите наблюдават отлагането на калциев карбонат върху живи ларви. Те също така проучиха как свойствата на водата влияят на условията точно под черупката. показ

От водата в черупката

Оказа се: Противно на очакванията, ларвите на мидите не изглежда да образуват калциев карбонат за черупката вътреклетъчно. „По-вероятно калцият се взема директно от морската вода и се транспортира до черупката чрез специални протеини. В непосредствена близост до черупката тогава се образува карбонат “, обяснява Рамеш.

За този процес обаче животните не са изцяло зависими от външните условия: „За първи път успяхме да покажем, че ларвите на мидите са в състояние да контролират стойността на pH и увеличават концентрацията на карбонатите под черупката, което след това води до по-високи проценти на калцификация ", казва съавторът Франк Мелцнер.

Много CO2 води до разтваряне на черупките

С увеличаването на подкиселяването обаче става по-трудно, както се оказа. Тогава нивата на pH под черупката също спадат и процесът на калцификация се забавя. В крайни случаи с фатални последици: "Много високите концентрации на CO2 водят до разтваряне на черупките и увеличаване на смъртността", съобщава Мелцнер. По този начин учените откриха пряка връзка между степента на калцификация на организмите и карбонатната химия на морската вода - връзка, която прави мидите изключително податливи на климатичните промени.

Но има надежда: В експеримента черупките се разтварят само при много ниски стойности на рН. Според изследователите това показва, че някои органични съставки на мидата черупка допринасят за повишена киселинна устойчивост. Екипът сега иска да открие кои компоненти използват генетични анализи.

„Констатациите от нашата лаборатория показват, че някои популации от миди, особено от Балтийско море, са по-толерантни към подкисляването на океана. Подозираме, че ключът към повишената киселинна устойчивост на мидите черупки се крие в изменението на съставките на органичните черупки “, заключава Мелцнер. Такова толерантно население може да бъде победител в климатичните промени. (Nature Communications, 2017; doi: 10.1038 / s41467-017-01806-8)

(GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel, 24.11.2017 - DAL)