Havdyr lever, hvor havet er mest åndbart, områder kan krympe med klimaændringer

Da havene varmes på grund af klimaændringer, videnskabsfolk forsøger at forudsige, hvordan havdyr - fra fisk med rygben til spineless maneter - vil reagere. Laboratorieforsøg indikerer, at mange teoretisk set kunne tåle temperaturer langt højere end det, de støder på i dag. Men disse undersøgelser betyder ikke, at havdyr kan opretholde deres nuværende rækkevidde i varmere oceaner, ifølge Curtis Deutsch, lektor i oceanografi ved University of Washington.

"Temperaturen alene forklarer ikke, hvor i havet et dyr kan bo, "sagde Deutsch." Du skal overveje ilt:hvor meget er til stede i vandet, hvor godt en organisme kan optage og udnytte den, og hvordan temperaturen påvirker disse processer. "

Artsspecifikke egenskaber, samlede iltniveauer og vandtemperatur kombineres for at bestemme, hvilke dele af havet der er "åndbare" for forskellige havlevende skabninger. Ny forskning ledet af Deutsch viser, at en lang række havdyr - fra hvirveldyr til krebsdyr til bløddyr - allerede beboer det maksimale område af åndbart hav, som deres fysiologi tillader.

Fundene, udgivet 16. september i Natur , også give en advarsel om klimaændringer:Da varmere farvande vil indeholde mindre ilt, nogle havstrækninger, der er åndbare i dag for en given art, er muligvis ikke i fremtiden.

"Organismer i dag lever dybest set helt op til de varmeste temperaturer, der er mulige, som vil tilføre dem tilstrækkelig ilt til deres aktivitetsniveau - så højere temperaturer vil umiddelbart påvirke deres evne til at få nok ilt, "sagde Deutsch." Som reaktion på opvarmningen, deres aktivitetsniveau vil blive begrænset, eller deres habitat vil begynde at skrumpe. Det er ikke sådan, at de får det godt og bare fortsætter. "

Iltniveauer og temperaturer varierer i havets farvande. Generelt, vand nær ækvator er varmere og indeholder mindre ilt end det køligere vand nær polerne. Men bevæger os fra overfladehavet til dybere farvande, både ilt og temperatur falder sammen. Disse principper skaber komplekse 3D-mønstre af ilt og temperaturniveauer på tværs af dybder og breddegrader. En organismes anatomi, fysiologi og aktivitetsniveau bestemmer dets iltbehov, hvor effektivt det optager og bruger den tilgængelige ilt i sit miljø, og hvordan temperaturen påvirker dets iltbehov.

Deutsch og hans medforfattere-Justin Penn, en UW -doktorand i oceanografi, og Brad Seibel, en professor ved University of South Florida - ønskede at forstå, om åndbarhed var en begrænsende faktor ved bestemmelse af rækkevidden af ​​havdyr i dag. De kombinerede data om temperatur og iltindhold på tværs af havene med offentliggjorte undersøgelser af fysiologien, iltbehov og metabolisme af 72 arter fra fem forskellige grupper af havdyr:koldblodige hvirveldyr, som fisk, og deres slægtninge; krebsdyr; bløddyr; segmenterede orme; og vandmænd og deres slægtninge.

Holdet modellerede, hvilke dele af havet der er og ikke er beboelige for hver art. Forskere viser, at en arts nuværende rækkevidde generelt overlapper de dele af havene, der forudsiges at være beboelige for den. Deres model forudsiger, at de nordlige rejer, et krebsdyr, skulle kunne få nok ilt i kølige farvande nord for omkring 50 grader nordlig breddegrad - og det er generelt rejernes rækkevidde i dag. Den lille plettede kattehaj kan bo i tempereret og køligt vand på forskellige dybder, men nær troperne er det kun overfladevand-over cirka 300 fod-der kan ånde, hvilket også afspejles i sit nuværende område.

I mange tilfælde, artsområder ligger helt op til kanten af ​​åndbarhed, hvilket indikerer, at evnen til at få nok ilt for havdyr kan være en væsentlig begrænsende faktor for at bestemme, hvor de kan bo, Deutsch tilføjet. Uden for det område, organismer risikerer hypoksi, eller ikke får nok ilt.

Temperaturen påvirker både hvor meget ilt, havvand kan indeholde, og hvor meget ilt et dyr har brug for for at opretholde det samme aktivitetsniveau. Det allerede tætte overlap, forskerne så mellem åndbarhed og strømintervaller, indikerer, at langsigtede temperaturstigninger, som forventet under klimaændringer, vil sandsynligvis begrænse rækkevidden af ​​mange havdyr.

Denne nye undersøgelse følger en 2015 -undersøgelse af fire Atlanterhavsarter af Deutschs team, og bygger videre på sine fund ved at vise, at forskellige arter i alle havbassiner generelt lever i det maksimale område, de i øjeblikket kan.

I fremtiden, Deutsch ønsker at inkludere yderligere arter, og yderligere undersøge forholdet mellem temperatur, ilt og fysiologi.

Forskerne vil også gerne finde historiske eksempler på, at marine arter forskyder deres rækkevidde som reaktion på vandets åndbarhed, som holdet viste tidligere på året med det nordlige ansjos.

"Det, vi virkelig ønsker at finde, er flere observationer af marine arter, der bevæger sig rundt i overensstemmelse med, hvad vi ville forvente med temperaturforhold og ilttilgængelighed, "sagde Deutsch." Det vil give os klare eksempler på, hvad vi kan forvente, da temperatur og iltforhold svinger, og skifte permanent med klimaændringer. "