Landemærkeundersøgelse i global skala afslører potentiel fremtidig indvirkning af havets forsuring på artsfordelingen

Forsuring af havet og i hvilket omfang marine arter er i stand til at håndtere lave pH -værdier i Jordens have, kunne have en betydelig indflydelse på at flytte distributionen af ​​havdyr som reaktion på klimaopvarmning.

Dette er en af ​​resultaterne af en skelsættende ny undersøgelse, der har taget en første integreret tilgang til emnet på globalt plan, at samle befolkningsgenetik, vækst, skalmineralogi og metaboliske data for marine snegle fundet i Nordatlanten.

Udgivet i denne måneds Naturkommunikation , rapporten, Regional tilpasning definerer følsomhed over for fremtidig forsuring af havet, afslører, at populationer ved de nordlige og sydlige kanter er de mest følsomme over for forsuring af havet, og mindst sandsynligt at kunne håndtere betydelige konsekvenser for biogeografi og mangfoldighed.

Forskere ved University of Quebec i Rimouski (UQAR), Canada, universitetet i Plymouth, Plymouth Marine Laboratory, og University of Birmingham, lancerede projektet i 2010 med finansiering fra en række kilder, herunder Natural Environment Research Council's UK Ocean Acidification Research Program.

Projektleder Dr. Piero Calosi, fra Biologisk Institut, Kemi og geografi ved UQAR, sagde:"Det er veletableret, at en organismes fysiologiske respons på temperatur er en vigtig faktor for artsfordeling, hvilket igen kan diktere befolkningers og arters følsomhed over for global opvarmning. I modsætning, lidt vides om, hvordan andre store globale forandringsdrivere, såsom forsuring af havet, vil være med til at forme arternes udbredelse i fremtiden. "

Holdet tog stikprøver af den almindelige periwinkle Littorina littorea - en tidevands snegl, der har en bred breddefordeling - fra seks bestande, der lever langs den europæiske kyst i Nordatlanten, herunder varmt tempereret, kolde tempererede og subpolare områder.

Prøver blev transporteret til Marine Biology and Ecology Research Center ved University of Plymouth og opbevaret i akvarier indeholdende enten havvand, der repræsenterer aktuelle (pH 8,0) niveauer, eller lav pH forudsagt at forekomme i år 2100 (pH 7,6).

Efter analyse, forskerne opdagede en række påvirkninger, herunder markant højere satser for opløsning og nedbrydning af skaller på tværs af alle prøverne, der blev holdt i den lave pH -tilstand, forårsaget af de ætsende vandforhold. Dette var især markant hos sneglene fra den subpolare region, som genetisk har tilpasset sig det koldere vand.

Hvor populationer udviste klare forskelle var i deres metaboliske reaktioner på betingelser med lav pH. Sneglene fra varme tempererede populationer viste sig at reducere deres stofskifte som en afvejning mellem vedligeholdelse af deres fysiologiske systemer og deres evne til at vokse, i sidste ende begrænser sidstnævnte. Snegle fra de subpolære populationer fastholdt deres metaboliske hastigheder, men øgede mængden af ​​energi, de lagde i skalmineralisering. Og sneglene taget fra det kolde tempererede vand var i stand til at øge deres metaboliske hastighed, at stimulere vedligeholdelsen af ​​deres vækst og deres fysiologiske systemer til et bedre niveau end de andre befolkninger.

Dr Simon Rundle, fra School of Biological and Marine Sciences ved University of Plymouth, sagde:"Sådanne breddeforskelle i de metaboliske 'strategier' kan, delvis, hjælpe med at forklare den observerede reducerede vækst mod afstandskanter. Eksponering for forsuring af havet viste sig at forårsage et fald i sneglenes energimetabolisme, og sådanne reduktioner kan føre til en omfordeling af energibudget væk fra grundlæggende fitnessrelaterede funktioner. "

Professor Stephen Widdicombe, Head of Science in Marine Ecology and Biodiversity ved Plymouth Marine Laboratory, sagde:"Sammen, resultaterne af denne undersøgelse tyder på, at den relative følsomhed af forskellige populationer af L. littorea for fremtidig forsuring af havet sandsynligvis vil variere betydeligt på tværs af dens geografiske udvidelsesområde i det nordøstlige Atlanterhav gennem lokal og regional tilpasning, med populationer tættere på rækkeviddekanterne, der er mest følsomme. "

Dr. Lucy Millicent Turner, fra University of Plymouth, tilføjet:"Hvis forsuring af havet vælger mod følsomme, spændende genotyper, det kan forårsage en reduktion af genetisk mangfoldighedsniveauer, der kan have vidtrækkende konsekvenser for disse befolkningers evne til at reagere og yderligere tilpasse sig andre lokale og globale stressfaktorer. "

Resultaterne, siger forfatterne, demonstrer også risikoen ved at bruge enkeltbefolkningsundersøgelser, når de sigter mod at forudsige arters og samfundets reaktioner på globale miljødrivere.

"Vi kan i øjeblikket overvurdere eller undervurdere virkningen af ​​forskellige miljøændringer i forskellige klimatiske områder, "slutter Dr. Calosi, "idet dette har vigtige konsekvenser for udviklingen af ​​direktiver og politikker til fremme af bevarelsen af ​​den marine biodiversitet under den igangværende globale forandring."