Havforsuring betyder store ændringer for californiske muslinger, siger forsker

Accelerering af havforsuring kan ændre den grundlæggende struktur af californiske muslingeskaller, ifølge en ny rapport fra et team af forskere ledet af Florida State University.

I tusinder af år, Californiske muslingeskaller har delt en relativt ensartet mineralogisk sammensætning - lange, cylindriske calcitkrystaller ordnet i pæne lodrette rækker med sprøde, geometrisk regelmæssighed. Men i en undersøgelse offentliggjort i denne uge i tidsskriftet Global forandringsbiologi , forskere antyder, at eskalerende hastigheder af havforsuring ryster op i skalminerogien på dets mest basale strukturelle niveauer.

"Hvad vi har set i nyere skaller er, at krystallerne er små og desorienterede, " sagde adjunkt i biologisk videnskab Sophie McCoy, der ledede undersøgelsen. "Dette er væsentlige ændringer i, hvordan disse dyr producerer deres skaller, som kan bindes til en skiftende havkemi."

For at dokumentere disse ændringer, forskerholdet studerede en arkivoptegnelse over naturlige californiske muslingeprøver indsamlet fra Tatoosh Island ud for den nordvestlige spids af Washington. Moderne muslingeskaller blev sammenlignet med skaller fra 1970'erne samt skaller leveret af det lokale Makah Cultural and Research Center, der går tusinder af år tilbage.

Forskere fandt ud af, at mens skalminerogien havde været konsekvent i århundreder, skalprøver indsamlet inden for de sidste 15 år havde oplevet dramatiske strukturelle ændringer.

"Når muslingerne er klar til at bygge deres skaller, de lægger først en amorf suppe af calciumcarbonat, som de senere bestiller og organiserer, "Mccoy sagde. "Nyere skaller er lige begyndt at samle den calciumcarbonatsuppe, hvor den skal hen, og så efterlade den der uordnet."

Holdet fandt også ud af, at de seneste skaller udviste forhøjede niveauer af magnesium - et tegn på, at processen med skaldannelse er blevet forstyrret.

Typisk, sunde skaller består primært af calciumcarbonat, og ethvert magnesium inkorporeret i en skal er et produkt af spormængder af omgivende magnesium til stede i miljøet.

"Når der findes mere magnesium i skelettet, det signalerer, at organismen har mindre kontrol over, hvad den laver, " sagde McCoy.

Øget magnesium i skelet forårsager også ændringer i styrken af ​​vigtige magnesium-iltbindinger. Robustheden af ​​disse bindinger er en lærerig proxy for organisationsniveauet i en skal.

"Når der ikke er et tydeligt geometrisk mønster i skelettet, bindingsstyrkerne bliver mere variable, og det er det, vi ser i moderne skaller, " sagde McCoy. "De bliver ikke organiseret."

Denne tendens til uorganiseret, variable skalstrukturer over det seneste årti svarer til den hastigt stigende hastighed af klimaændringsrelateret havforsuring. Men mens disse miljømæssige stressfaktorer har gjort den californiske musling særligt sårbar, McCoy sagde, at den samme variation, der stammer fra uordnede skeletter, også kunne give arten et glimt af håb.

"Et vigtigt tema for videnskaben om klimaændringer er, at øget variabilitet kan være den nye regel, " sagde hun. "Vi ved, at klimaændringerne lige nu sker hurtigere end hvad Jorden har oplevet før, men vi ser også, at over disse lange tidsskalaer, ting har en tendens til at plateau og stabilisere sig. Variabilitet er grundlaget for naturlig udvælgelse, og det faktum, at vi nu ser så meget variation i muslingernes individuelle egenskaber, betyder, at der er potentiale for, at naturlig selektion kan virke."

McCoy begyndte først at undersøge californisk muslingeskalstruktur i 2009, da kort efter hun begyndte at arbejde hen imod sin doktorgrad, hun bemærkede skarpe visuelle forskelle mellem ældre og nyere skaller.

"Min opgave var at skære muslinger i to og bore skallen ud til isotopmålinger, og tilfældigt lagde jeg mærke til, at ældre skaller så helt anderledes ud, sagde hun. De var dobbelt så tykke, massiv og tog dobbelt så lang tid at skære. Til sidst, vi fandt ud af, at dette var sandt for andre ældre skaller fundet på forskellige steder i hele regionen. Det var lidt ved et tilfælde. Vi kunne se skallerne ændre sig, men vi var ikke helt sikre på, hvad der foregik."

Nu, år efter disse første observationer, McCoy og hendes team har fundet synderen:globale klimaændringer og deres destabiliserende virkninger på vores oceaner.

Men ifølge McCoy, dette er ingen grund til direkte pessimisme.

"Jeg ved ikke, om denne art vil lykkes i fremtiden, men jeg har for meget tillid til de naturlige processer i økologi og evolution til at tro, at vi får golde oceaner, " sagde hun. "Det er rigtigt, at vi måske ikke har så mange muslingearter, eller at deres populationer kan være mindre og have en mere begrænset rækkevidde, men jeg tror ikke, at vi får et hav uden muslinger."