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原標(biāo)題：酸化如何折了海蝴蝶的“翅膀”
酸性海水會損傷蝸牛的貝殼。
海洋學(xué)家長期以來警告稱，二氧化碳排放量的上升使世界海洋酸性加重，同時(shí)也威脅著海洋生命。在廣闊的海洋里，這些擔(dān)憂絕大多數(shù)似乎是理論上的，直到近日，沿著美國海岸1500公里長的一片區(qū)域，研究人員發(fā)現(xiàn)酸化海水正在溶解小海螺的貝殼?？茖W(xué)家預(yù)測，至少一半的這種損害與人為排放有關(guān)。
該研究的負(fù)責(zé)人、西雅圖市國家海洋和大氣管理局（NOAA）生物海洋學(xué)家Nina
Bednar?觢ek表示，這種傷害的“絕對空間幅度讓我感到驚訝”。研究人員發(fā)現(xiàn)蝸牛能展示出對腐蝕性海水的抵抗力，因此“這是我們之前未曾預(yù)測到的”?？茖W(xué)家還表示，隨著排放的繼續(xù)，這種情況可能會惡化，而隨著海洋食物鏈被打破，那些以翼足類動物為食的生物也兇多吉少。
海洋預(yù)計(jì)吸收了1/3的人為二氧化碳排放。這有助于減緩全球變暖，但也會觸發(fā)化學(xué)反應(yīng)降低海洋的pH值。目前，表面海水的平均pH值約為8.1——自工業(yè)革命開始以來酸度增加了30%，而研究人員預(yù)測，如果二氧化碳排放保持在當(dāng)前的水平上，到2100年，這一數(shù)值將為7.8。
實(shí)驗(yàn)室研究發(fā)現(xiàn)，更強(qiáng)腐蝕性的海水會傷害海洋生物的卵和幼崽，甚至能溶解無脊椎動物的殼。但這樣的溶解是否已經(jīng)在海洋中上演還不得而知。為了找到答案，Bednar?觢ek和同事對翼足類動物——海洋蝸牛進(jìn)行研究，這種動物因其翼狀的身體部位而被昵稱為海蝴蝶。它們主要集中在加利福尼亞洋流生態(tài)系統(tǒng)中，從加拿大不列顛哥倫比亞延伸至加利福尼亞。
研究人員從沿洋流分布的17個(gè)地點(diǎn)海水上部100米的范圍里收集了超過1000個(gè)微型軟體動物鯱螺（Limacina
helicina）的樣本。電子顯微鏡分析顯示，38%的正常平滑貝殼表現(xiàn)出嚴(yán)重溶解跡象。研究人員將相關(guān)報(bào)告在線發(fā)表于《皇家學(xué)會學(xué)報(bào)B》上。Bednar?觢ek提到，受損貝殼被蝕刻或留有凹痕，其鈣晶體結(jié)構(gòu)與花椰菜類似。
加利福尼亞洋流是已知的海洋酸化危險(xiǎn)地區(qū)。風(fēng)沿著大規(guī)模的向南洋流驅(qū)動了更深、更冷海水的廣闊沿岸上升流，這些海水天然比表層海水更酸。但是，有很多生物體能很好地適應(yīng)這種挑戰(zhàn)性環(huán)境。“如此嚴(yán)重的損害讓我有點(diǎn)驚訝，但或許我不該如此?！奔幽么鬂O業(yè)和海洋部退休生物海洋學(xué)家David
Mackas說。
該NOAA研究小組表示，人為造成的海水酸化似乎能解釋這種意想不到的模型結(jié)果，該模型能幫助他們預(yù)測過去和未來的貝殼損害。研究人員發(fā)現(xiàn)，貝殼損傷的數(shù)量與海水腐蝕直接相關(guān)?；谶^去的海洋條件數(shù)據(jù)，科學(xué)家推測了工業(yè)化時(shí)代以前的海洋條件。結(jié)果是：工業(yè)化時(shí)代以前的海洋酸化可能威脅了這些地點(diǎn)中約18%的加利福尼亞洋流翼足類動物的生存，而人為導(dǎo)致的海洋酸化則使這種影響加倍。分析結(jié)果顯示，未來的問題將會更嚴(yán)重。而且在相對較淺且腐蝕性格外大的區(qū)域，這種損害率將從目前的53%上升至2050年的71%。
盡管該模型充滿了假設(shè)結(jié)果，但英國南極調(diào)查局生物海洋學(xué)家Geraint
Tarling認(rèn)為這是“有效的”。不過，依然存在很多重要問題。其中一個(gè)是，貝殼損傷是如何影響翼足類動物種群的，這些生物最后是否能夠適應(yīng)。之前有研究顯示，受傷的外殼會讓翼足類動物更難抵御感染、維持新陳代謝活動、對抗捕食者或控制浮力等。
但Tarling表示，其實(shí)驗(yàn)室研究顯示，蝸牛有時(shí)能“從內(nèi)部修補(bǔ)自己的殼”，并且他提到，要充分理解溶解和死亡率之間的關(guān)系還需要更多的工作。該NOAA研究小組并未研究此類機(jī)制，但相關(guān)論文報(bào)告稱，沒有證據(jù)顯示這些翼足類動物出現(xiàn)了進(jìn)化的“修復(fù)力”。它們是西海岸漁場的主要食物來源。
該領(lǐng)域很快需要更深刻的觀察。研究人員正忙于探索其他水域翼足類動物的命運(yùn)，包括大西洋的緬因?yàn)?，以了解這些海蝴蝶是如何應(yīng)對日益嚴(yán)峻的棲息環(huán)境的。
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