鱼类对海洋酸化的反应是有代价的

海洋酸化是目前公认的对海洋生态系统的主要威胁,已成为海洋科学中发展最快的研究领域之一。官方manbetx手机版过量的人为二氧化碳通过改变海洋的基本化学成分,使海洋变得更温暖、更酸。自工业革命时代以来,海水的酸性已经增加了30%——比过去3亿年里海洋化学的任何已知变化都要快。目前的预测表明,以目前的二氧化碳排放量,到本世纪末,酸度值可能比工业化前翻一番。海洋化学的这种深刻而突然的变化会在不同的生态系统中导致大量的级联效应。预计会发生的许多生理变化可能会影响物种的特定关键功能群,如浮游植物(海洋食物网的基础)和生态系统工程师(负责创造和修改栖息地),如珊瑚。这些都是钙化海洋生物的好例子,众所周知,它们特别容易受到海洋酸化的影响,因为它们依赖于碳酸钙(一种在酸化条件下稀缺的元素)来构建外骨骼。尽管如此,其他海洋生物对海洋酸化造成的变化的耐受性和敏感性正变得越来越明显。

图1所示。暴露于较高的pCO2水平可能导致与抗氧化反应机制激活/破坏相关的形态测量尺寸的变化,损害沙臭幼虫的内部平衡。

包括鱼类在内的沿海生态系统物种面临着自然因素(如上升流、生物活动)以及人为压力(如有机和养分投入、有毒和金属化合物、过度捕捞)造成的环境压力。因此,在酸化情景下,与其他压力源协同作用,对生物体的影响可能会增加。由于生命早期阶段对环境变化特别敏感,最近的研究报告了海洋酸化对幼虫和幼鱼阶段的巨大影响,包括生长减缓、社会互动和神经功能受损以及死亡率增加。这些干扰可能对定居、招聘、连通性和人口补充产生重大影响,导致更高水平的生物和生态相关性变化。

本研究旨在评估模拟海洋酸化情景对沙鲈幼虫期游泳行为、发育和生化反应的影响。Atherina长老),是一种具有经济和生态价值的温带鱼类。在实验室对照条件下捕获野生幼虫,培养3种处理条件:对照:~ 600 μatm, pH=8.03;介质:~ 1000 μatm, pH=7.85;高:~ 1800 μatm, pH=7.64,最大暴露时间为15天,测试游泳行为并进行形态学和生化分析(氧化应激和能量代谢相关参数)。

暴露于这些处理对游泳没有影响,但暴露于酸化水平增加表明砂臭幼虫内部平衡能力受损。中等处理的幼虫体积较小,但抗氧化反应能力(细胞完整性的保护机制)较强,能量代谢增加,而较高处理的幼虫体积较大,但没有抗氧化反应能力。我们的研究结果表明,培养基中的幼虫可能会将更多的能量分配给细胞防御策略,以补偿和调整施加的变化,从而减少可分配给其他重要功能(如生长)的能量。当幼虫暴露于较高的酸度时,情况正好相反:施加的压力可能超过了幼虫恢复内部平衡的能力。抗氧化酶变得失活,因此,更高水平的能量分配给生长策略。

在未来的海洋酸化情景中,海洋生物可能会受到越来越多的能量需求,以确保维持生理稳态。这种旺盛的需求可能会带来代价,可能会影响其他过程,如生长、繁殖,最终影响生存。

Cátia S.E. Silva, Sara C. Novais, Marco F.L. Lemos和Ana M. Faria
MARE -海洋和环境科学中心,ISPA研究所Universitário,葡萄牙
MARE - ESTM海洋和环境科学中心,politacimnico de Leiria,葡萄牙

出版

海洋酸化对沙鲑幼鱼游泳能力、发育及生化反应的影响。
Silva CS, Novais SC, Lemos MF, Mendes S, Oliveira AP, gonalalves EJ, Faria AM
Sci Total environment . 2016年9月1日

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