海水酸化威脅貝類育苗：生成貝殼耗能加大

新浪科技訊 北京時間31日消息，在美國西北部的貝類育苗場，太平洋牡蠣幼體的死亡被認為與海洋的酸化有關。人們不禁要問，大氣層中二氧化碳含量的增加，以及近岸海水酸鹼度(pH)的下降，是否已經達到了引起幼苗死亡的程度？

近日，一項對太平洋牡蠣和地中海貽貝的新研究發現，幼體在最初階段對飽和度更加敏感，而不是二氧化碳或酸度本身。飽和度是評價海水對貝類碳酸鈣外殼腐蝕程度的一項指標，也可以評價幼體生成外殼的容易程度。較低的飽和度意味較高的海水腐蝕性。

研究者稱，二氧化碳含量增加會降低飽和度，而飽和度對二氧化碳的變化很敏感。利用獨特的海水化學操作方法，科學家對貽貝和牡蠣等貝類幼體對飽和度的敏感性進行了研究。這項研究獲得了美國國家科學基金會(NSF)的資助，研究結果發表在近期的《自然氣候變化》(Nature Climate Change)雜誌上。

美國國家科學基金會海洋科學部的項目總監大衛·加裏森(David Garrison)：“海洋生物學家推測，海洋生物在生命的早期階段，可能對海洋酸化特別敏感，但對大部分物種來，具體影響的機制還是未知狀態。”通過一項研究競賽，美國國家科學基金會的地球科學理事會和生物科學理事會都對海洋酸化研究提供了支持。

“這項研究是重要的一步，”加裏森，“有助於我們預測和減輕海洋酸化對近海資源的影響。”

商業育苗場的失敗

這項研究的結果有助於解釋商業育苗場的失敗原因，以及改善水體化學壞境能夠取得成功的關鍵所在。目前，美國的貝類育苗場正在對水體的化學成分進行改良，創造出更適合幼體生長的飽和度條件。

“貝類存在了很長的時間，在不同的地質時期和高二氧化碳濃度的海洋環境中都存活了下來，”文章主要作者、俄勒岡州立大學海洋生態學家和生物地球化學家喬治·沃爾德巴瑟(George Waldbusser)，“不同的地方在於，過去海水中的鹼性水平會中和二氧化碳的增加，使飽和度較高(相對於pH)。現在的海洋中，能促進中和的過程趕不上二氧化碳增加的速率。”

“只要飽和度較高，我們所測試的牡蠣和貽貝都可以承受几乎十倍於今天水平的二氧化碳濃度。”

牡蠣和貽貝幼體對飽和度(二氧化碳濃度增加會降低飽和度)十分敏感，而在“幾十年到幾世紀內”，飽和度閾值就將被突破，早於二氧化碳增加(和pH下降)對貝類幼體造成的威脅。沃爾德巴瑟：“舉例來，在不越過閾值的條件下，按目前的變化速率，俄勒岡近海水域已經沒有太多空間可以吸收二氧化碳了。”

在沃爾德巴瑟等人之前的研究中，描述了貝類幼體在受精之后如何生成貝殼的過程。他們發現，牡蠣和貽貝幼體在以足夠生存的速率開始進食之后，會在48小時之內生成貝殼。貝殼的生成需要顯著的能量支出。在酸性海水中，牡蠣和貽貝需要耗費大量的能量用於生成貝殼，導致用於游泳和覓食的能量不足。

下沉的貝類

“育苗場稱這是‘懶惰幼體綜合症’，因為這些牡蠣幼苗會沉到水下，停止游泳，”沃爾德巴瑟，“這些生物對海洋酸化確實很敏感——甚至比我們想象的更甚。”

在這項研究中，科學家利用高解析度圖像對牡蠣和貽貝貝殼的發育進行分析。他們發現，這些幼體——相當於人類頭髮直徑百分之一大小——在6小時內生成了完全的碳酸鈣外殼，大約在受精12小時之后。然而，在對海水化學成分進行了細微調整后，有相當數量的外殼不能正常發育。能生成完整外殼的個體顯得比正常個體要小，這意味它們更加脆弱，需要更長時間才能發育為成體。

“如果海水飽和度較高，鹼性水平更高，就能幫助中和較高的二氧化碳水平，保證貝殼能正常生成，同時也使貝類長得更大，”沃爾德巴瑟，“這對它們的生存能力有顯著影響。”(任天)