撰文/童国庆
贝类生物:海洋酸化?我们不愿意!
撰文/童国庆
最近,来自英国南极考察队、国家海洋学中心、澳大利亚詹姆斯·库克大学、墨尔本大学和新加坡大学的科学家们完成了一项新的研究。他们分析了贝类生物样本的甲壳厚度和骨骼大小。这些贝类生物样本分为4种类型,生活在从热带到极地地区12种不同的环境。这项研究的目的是要更清楚地了解物种之间的相似性和差异,并且对这些动物如何能更好地适应海洋酸度增加做出预测。
研究结果表明,海洋酸度的增加会影响贝类生物和其他鱼类骨架的大小和重量,而贝类生物是热带海鸟和海豹的重要食物来源,也是人类食物有价值的部分。因此,这些变化都可能影响到人类,以及海洋中的大型动物。贝类生物所依赖的甲壳,主要成分是碳酸钙。在世界各地的海洋中,蛤、海螺和其他贝类生物从海水中提取碳酸钙并建立自己贝壳和骨架的能力各不相同。海洋的环境复杂,包括温度和压力等各种因素都会影响贝类生物吸收碳酸钙形成骨架的能力。
有越来越多的证据表明,海洋酸化已经影响了一些海洋动物的生长能力,尤其是在它们生命的早期阶段。人们越来越关心,在未来,这些物种是否能够通过进化来抵御海洋酸度的上升。
目前,化石燃料燃烧排放的二氧化碳正在改变着海水的化学性质,使海洋动物更难构成贝壳和骨架。然而科学家们发现,随着碳酸钙获得量的减少,海洋动物的贝壳和骨骼变得更轻,贝壳和骨骼所占身体的比例也在减少。科学家们研究的物种包括蛤、海螺、酸浆贝和海胆。这4种生物都发生了贝壳和骨骼变轻的现象。这充分说明,海洋酸化对动物的影响是广泛的,增加的海洋酸度将逐步降低碳酸钙的可用性。
为了使研究结果更加准确,科学家们从热带地区到极地地区都取了样本。英国南极考察队的劳埃德·佩克教授说,“研究结果表明低温的极地物种骨架体积最小,重量最轻。这说明,随着海洋变化,它们在未来几十年生存的风险更大。”
贝壳和骨架对于贝类生物来说,是非常重要的身体部分。不仅是它们,为了生存,各种海洋动物都需要有强健的骨骼——例如,为防止南极浮冰对动物的影响,动物需要有粗壮的骨骼来使身体变得有力量。因此动物们必须要找到一种方法,以便它们在酸性环境获取构成骨骼所需要的物质。如果温带和热带地区的物种能够这样进化,那么它们也许能够在未来克服一些海洋酸化影响。
苏·安沃森博士曾在南安普敦大学和英国南极考察团(现在詹姆斯·库克大学)工作,他说:“一些海洋生物难以得到供其外壳或骨骼生长的石灰石,而另一些贝类生物和其他一些海洋动物已经适应了这一自然环境的变化,通过进化使自己生存了下来——只要给它们足够的时间。而现在,海洋酸化的速率还不是太快,进化可能会再次帮助它们生存。”
而在极地地区,海洋酸化对生物的影响无疑是严峻的。在靠近南极洲的南太平洋里,海水逐渐酸化导致细小的贝类及有孔虫的体型正在缩小,例如研究者发现与一个世纪之前相比,现在有孔虫中抱球虫的外壳比其祖先要小,壳体比工业革命前缩小了35%,与工业革命之前的平均26.8微克相比,现在的壳只有17.4微克重。贝类动物的变化强有力地证明,对于海洋贝类动物来说,气候变化正在使它们的生存变得越来越困难。不过,人们现在还不知道这个变化是不是危害了贝类生物的“身体健康”。但是有一点很清楚,就是这种微小生物以碳酸盐形式在其外壳里储存的二氧化碳没有以前那么多了,简单一点说,它们变“脆”了,即使生物的健康没有受到影响,它们对外部环境的防御力无疑下降了。
外壳变小导致二氧化碳储存量减少,这对于全球气候来说是个坏消息。因为人类释放到大气中的二氧化碳中至少有25%都是被海洋吸收的。数千年来,是有孔虫类和其他细小的贝壳类动物与海底植物一道,把二氧化碳安全地锁定起来的,而现在,由于海水酸化,贝类生物的这种能力下降了,这很可能会加剧全球气候变暖的趋势。
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