Under brat opvarmning, hummere i surt vand har nedsat hjertefunktion, færre infektionsbekæmpende celler

Havforsuring og opvarmning kan være en usund kombination for hummere, siger videnskabsmænd fra University of Maine.

Hjertefrekvenserne for hummere (Homarus americanus), der levede 60 dage i vand med forudsagte hav-pH-niveauer fra det sidste århundrede, blev uregelmæssige betydeligt hurtigere under en pludselig opvarmning end hummere i havvand med nuværende pH-niveauer.

Resultaterne kunne "lignes med at sætte folk på et løbebånd og opdage, at mennesker udsat for havforsuring faldt af løbebåndet af udmattelse meget hurtigere end dem, der ikke blev udsat, " siger Heather Hamlin, en reproduktiv endokrinolog og lektor på Havvidenskabsskolen.

De hummere, der blev udsat for sure havforhold, havde også færre celler, der bekæmper infektion i deres hæmolymfe (svarende til blod), siger Amalia Harrington, en nylig marinbiologisk ph.d. bestå.

Så mens hummere i surt havvand kan se ud og opføre sig normalt, de oplever fysiologiske udfordringer, når de udsættes for flere stressfaktorer, siger Hamlin.

Hun og Harrington testede teenagehummere, der gik over til voksenlivet. Virkninger af miljøstressorer i denne fase kan have stor indvirkning på artens bestand, siger forskerne, der mener, at dette er det første af denne type undersøgelse af sin art.

"Vi forsøger virkelig at komme ind på de 'skjulte' virkninger af klimaændringer på denne undersøgte, men ekstremt vigtige fase af den amerikanske hummer, " siger Harrington.

"Det meste af det tidligere arbejde med at udforske klimaændringernes indvirkning på amerikansk hummer har fokuseret på tidlige udviklingsstadier (æg og larver). Selvom dette er nyttigt for at forstå, hvordan miljøændringer kan påvirke antallet af babyhummere, der overlever deres tid i planktonet og gør det til havbunden, det fortæller os ikke rigtig, hvilken indflydelse det vil have på befolkningen som helhed."

Harrington siger, at de også ønskede at få en bedre forståelse af ikke-dødelige virkninger af forsuring på hummere.

Forskernes resultater er i online-artiklen "Ocean acidification ændrer termisk hjerteydelse, hæmocytoverflod, og hæmolymfekemi hos subadult amerikanske hummere Homarus americanus H. Milne Edwards, 1837 (Decapoda:Malcostraca:Nephropidae)" i den 8. april, 2019-udgave af Journal of Crustacean Biology.

Niveauet af kuldioxid i atmosfæren har allerede resulteret i udbredte mønstre af havforsuring og hyppigere ekstreme opvarmningshændelser, siger Harrington og Hamlin.

Ud over, Maine-bugten opvarmes hurtigere end 99 procent af verdenshavene. I sommeren 2012, dens temperatur ramte en rekord på 68,98 Fahrenheit og sidste sommer, den nåede 68,93, ifølge Gulf of Maine Research Institute.

Til forskningen, Harrington og Hamlin øgede trinvist vandtemperaturen fra 53,6 Fahrenheit til 82,4 på 2 timer og 30 minutter i tanke med en kontrolgruppe af hummere og i tanke med hummere, der havde levet to måneder i havets pH-forhold på 8,0 eller 7,6.

De fandt ud af, at hummere udsat for nedsat pH (syrere vand) viste nedsat hjerteydelse.

Faldet i det samlede hæmocyttal (THC'er) i hummernes hæmolymfe kan forværre problemet, siger Harrington. Når immunfunktionen er undertrykt, modtageligheden for sygdomme kan øges.

Hun og Hamlin vil undersøge den mulighed med $192, 000 fra National Oceanic and Atmospheric Association Saltonstall-Kennedy Grant Program. Det finansierer projekter, der "imødekommer behovene i fiskersamfund, optimere økonomiske fordele ved at bygge og vedligeholde bæredygtigt fiskeri, og øge andre muligheder for at holde arbejdende havnefronter levedygtige."

Harington skal arbejde som postdoktor i Hamlins laboratorium. De vil udsætte hummere for et patogen for at undersøge, om hummere, der tidligere har været udsat for surt vand, er mere sårbare.

"At udsætte hummeren for et patogen vil hjælpe os med at bestemme, hvordan hummerne reagerer på en efterfølgende stressbegivenhed, og hvis de har kapacitet til at håndtere det på samme måde hummere, der ikke har været udsat for sure forhold, kan siger Hamlin.

"Ligesom når mennesker bliver kørt ned, de er mere sårbare over for at blive forkølet eller anden sygdom."

Yderligere opfølgende forskning kunne udforske de kombinerede virkninger af havforsuring og opvarmning på hummers fysiologi, og hvordan disse fysiologiske ændringer relaterer sig til adfærd, reproduktion og genekspression.