为什么海洋变化太快而海洋生物无法跟上

海洋变化太快,海洋生物无法跟上 金枪鱼和其他顶级捕食者在变暖的海洋中可能会吃光食物。 来自www.shutterstock.com的金枪鱼图像 伊万·纳格克肯(Ivan Nagelkerken)

与其他海洋物种相比,一些金枪鱼和鲨鱼等海洋顶级捕食者可能会更强烈地感受到二氧化碳含量上升的影响。

那只是 根据一项研究, 今天发表在《美国国家科学院院刊》上。

在过去的五年中,我们已经看到有关海洋酸化和变暖海洋及其对海洋生物的影响的研究显着增加。 我和我的同事肖恩·康内尔(Sean Connell)查看了这些研究,以了解是否可以找到任何总体模式。

不幸的是,我们发现这个消息对海洋生物不利,如果我们不采取任何措施制止气候变化,我们可能会失去珊瑚礁等栖息地,看到支持我们渔业的食物链减弱。

酸化和变暖海洋

人类一直在通过燃烧化石燃料向大气中添加二氧化碳。 在最坏的情况下,如果不采取任何措施阻止排放量的增加,我们预计到本世纪末二氧化碳的浓度将达到百万分之1,000。

温室气体的增加正在使海洋“酸化”。 现在正在发生。 二氧化碳浓度已达到 400百万分之一,与周围相比 270百万分之一 工业革命之前。

当多余的二氧化碳溶解到海洋中时,它会降低海洋的pH值-也就是说,使它们变得更酸性。

许多海洋生物,特别是那些建立栖息地的生物,例如珊瑚和贝类,都是用碳酸钙制成骨骼的,而碳酸钙是从溶解在海水中的离子中获得的。

当二氧化碳溶解在海水中时,这会使这些碳酸钙离子更难于海洋生物收集并变成骨骼。 这就像一个人在饮食中不加钙。

起初,这导致海洋生物产生脆性骨骼,但最终可能导致骨骼溶解。

无钙饮食

许多研究已经着眼于这些产生骨骼的生命形式将会发生什么,但是我们想研究二氧化碳不断上升将如何在更大范围内影响海洋。

我们分析了600多个有关海洋酸化和变暖海洋的实验。

总体而言,温度升高和海洋酸化将对物种和生态系统产生负面影响。 这意味着海洋物种的减少,丰富和多样化。

我们还发现,这些结果在各个纬度上基本一致-不仅限于热带海洋。

海洋在酸化时会变暖,因此重要的是要同时看这两个变化。 先前的分析通常着眼于特定的 生命阶段 or 不同的生态系统.

酸化可能会与变暖相互作用,从而产生更坏的影响。 例如,如果您发现由于温度升高而使钙化率降低了20%,并且由于酸化而使钙化率降低了25%,那么合并的降低率可能为60%。 我们在所研究的研究中经常看到这些影响。

当然,并非每个物种都会显示出相同的响应。 我们希望某些物种能够适应或适应变化,尤其是在更长的时期内,例如几十年。 例如,一个 最近的一项研究 在生活在热带泻湖中的珊瑚上发现它具有一定的适应能力。 我们发现,在气候变化下,像微生物这样的多才多艺的物种似乎做得特别好,而且食物链底部的一些鱼类可能表明 人口增加.

改变整个生态系统

最令人担忧的不仅是单个物种的变化,还有整个生态系统的变化。

我们发现珊瑚礁栖息地很脆弱:珊瑚礁,还有牡蛎和贻贝等软体动物建造的温带珊瑚礁。 许多浅温带水曾经有牡蛎礁,但几乎没有天然礁石。

也有 冷水礁 由其他种类的珊瑚组成,这些珊瑚在较凉的温度下生长了数千年。 在我们的分析中,我们发现酸化可能导致这些生境显示出减少的生长。 这些栖息地通常位于深水区,对人类的影响非常敏感。

我们还发现,这些变化影响了整个海洋食物网。

我们发现,温度升高意味着更多的浮游植物-微小的类似于植物的生命形式,构成许多海洋食物链的基础。 这意味着要有更多的食物来放牧以浮游植物为食的物种。

温度升高也意味着新陈代谢更快,需要更多的食物。 但是,这并没有转化为放牧物种更高的增长率。 这是致命的,因为食物链中的下一个级别(吃草动物的物种)的食物会更少,但由于新陈代谢更快,仍然需要更多的食物。

随着食物链的增加,这种作用有望增强,因此,诸如金枪鱼,鲨鱼和石斑鱼之类的掠食性物种将是感受最强的物种。

这些物种也是 受到过度捕捞的威胁,这又增加了压力。 过度捕捞改变了重要的食物网相互作用(例如,自上而下的捕食物种控制),还可能减少潜在强壮的个体或物种的基因库,这些物种可能构成下一代更具韧性的动物。 这是除污染和富营养化等其他威胁之外的最重要因素。

其中蕴含着机会。 我们不能在短期内改变气候变化(或海洋酸化)。 但是,如果我们能够减轻过度捕捞和其他人类压力因素的影响,我们就有可能为各种物种腾出一些时间来适应气候变化。

物种可以在遗传上适应数千年来的地质变化-正如我们从现代物种在许多年的生存中可以看到的那样 气候的起伏。 但是,我们在海洋上所做的变化将发生数十年,甚至不会出现长寿海龟或鲨鱼的一代。

由于变化如此之快,海洋中的许多物种将可能无法适应。谈话

关于作者

伊万·纳格克肯(Ivan Nagelkerken),海洋生物学副教授

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