Miten muuttuvat O2-tasot vaikuttavat meren elämään?

Rannikolta syvälle merelle muuttuvat happipitoisuudet vaikuttavat elämään monin tavoin, kuten meribiologi MARCO FUSI Newcastlen yliopistosta selittää.

Maapallon ilmakehä ylläpitää tasaista happitasoa, olipa kyseessä talvinen, sateinen päivä tai kuuma kesä. Meren toisella puolella happipitoisuudet vaihtelevat valtavasti eri paikoissa ja ajan myötä.

Joskus happitasot muuttuvat vuorokauden kuluessa, kun taas joissakin syvissä osissa valtamerta happipitoisuudet pysyvät vakioina. Tietyissä paikoissa ei ole lainkaan happea, mutta elämä silti kukoistaa.

Meren lajit reagoivat valtamerten happipitoisuuden vähenemiseen (meriveden happipitoisuuden laskuun) eri tavalla riippuen siitä, missä ne elävät. Merien kanssa uhan alla ilmastonmuutoksen ja saastumisen vuoksi, jotka molemmat edistävät hapen poistumista, jotkut meren lajit ovat suuremmassa vaarassa kuin toiset.

Meriekologina tutkin kuinka hapen saatavuuden muutokset vaikuttavat merieläinten vastustuskykyyn ilmastonmuutosta vastaan. Tutkimukseni osoittavat sen rannikkomeren lajit, jotka altistuvat hapen päivittäiselle vaihtelulle, kestävät paremmin hapenpoiston piikkejä kuin syvyyksissä elävät olennot, jotka ovat sopeutuneet tasaiseen happitasoon.

Rannikkoa pitkin

Meriruohossa, rakkolevämetsissä tai mangrovemetsissä eläville rannikkoeläimille, kuten seepialle, meritähdille tai rapuille, arki on happivuoristorata.

Päivän aikana auringonvalo laukaisee levien ja kasvien fotosynteesin ja tuottaa valtavan määrän happea. Tämä johtaa happiylikyllästys, tila, jossa tuotetaan niin paljon happea, että happikuplat päästetään veteen.

Rannikkoekosysteemit, kuten meriheinät, rakkolevä, korallit ja mangrovepuut, auttavat tarjoamaan puskurin hapenpoistolle, koska tämä ylikyllästyminen kiihdyttää meressä elävän eläimen aineenvaihduntaa – saatavilla olevalla enemmän happea eläimet voivat tuottaa enemmän energiaa ja selviytyä helpommin lievästä hapenpoistosta.

Yöllä ilman auringonvaloa rannikon levät ja kasvit eivät fotosynteesiä. Sen sijaan ne ottavat happea hengitysprosessin kautta – aivan kuten eläimet hengittävät, kasvien lehdet hengittävät ja vievät happea soluihinsa. Joten siellä eläimet altistuvat vähähappiselle ympäristölle päivittäin.

Nämä merieläimet ovat kehittyneet selviytymään meriveden korkean ja alhaisen happipitoisuuden vaihteluista hyödyntämällä päivän aikana hapen ylikyllästystä suojatakseen itseään kohoavilta lämpötiloilta ja saastumiselta.

Sitten yön aikana, kun happea on vähän, ne siirtyvät muihin anaerobisiin aineenvaihduntaprosesseihin, kuten käymiseen – aivan kuten lihaksemme tuottavat maitohappoa intensiivisen anaerobisen harjoituksen aikana. Esimerkiksi saalistusravut metsästävät aktiivisesti mangrovemetsissä yöllä erittäin rajallisella hapen kanssa.

Mutta rannikkoeläimet, jotka ovat sopeutuneet lyhytaikaiseen happipuutteeseen, eivät selviä hyvin pitkiä aikoja ilman paljon happea. Joten ongelmia syntyy, kun ilmaston lämpeneminen ja ihmisen aiheuttama saastuminen häiritsevät päivittäisiä hapen vaihteluita, mikä aiheuttaa alhaisten happiolosuhteiden jatkuvan päivien tai viikkojen ajan.

varten merisiilit, tämä tekee niistä hitaampia ja heikommin pakenemaan saalistajia. Muilla eläimillä tämä saattaa hidastaa ruokintanopeutta tai hidastaa kasvua.

Syvässä valtameressä

200–1,500 XNUMX metrin syvyydessä, niin kutsutulla "happiminimivyöhykkeellä", happi on kyllästymisen alhaisimmalla tasolla. Täällä jotkin syvänmeren eläimet, erityisesti kalat, ovat hyvin sopeutuneet näihin erittäin vähähappiisiin olosuhteisiin.

Vaikka hapenpoisto ei vaikuta suoraan näihin kaloihin, koska ne viihtyvät jo tässä elinympäristössä, se on todennäköisempää että hapenpoisto laajentaa tätä vähähappivyöhykettä, mikä saattaa vaikuttaa lähellä oleviin kaloihin, jotka eivät kestä hapenpoistoa.

Yli 3,000 metrin syvyydessä eläimet ovat tottuneet elämään olosuhteissa, joissa happitaso ei koskaan vaihtele. Auringonvalo ei koskaan saavuta merenpohjan syvimpiä osia, joten fotosynteesi ei voi tapahtua.

Täällä valtamerten virtaukset vähentävät jatkuvaa hapen saantia, mutta ilmastonmuutos vaikuttaa näiden virtausten dynamiikkaan.

Pieninkin happipitoisuuden aleneminen voi olla katastrofaalinen meren elämälle täällä. Tietyissä skenaarioissa syvänmeren kaivostoiminta voi vapauttaa suuria määriä orgaanista ainetta sedimentistä. Tämä voi reagoida minkä tahansa saatavilla olevan hapen kanssa ja kuluttaa sitä entisestään, mikä johtaa elävien olentojen kuolemaan.

Suoisella merenpohjalla

Joissakin paikoissa, mukaan lukien Punainenmeri, erittäin suolaiset suolavesialtaat tai merenalaiset järvet merenpohjassa ovat täynnä elämää, vaikka happea ei olekaan. Bakteereja, rapuja, simpukoita ja ankeriaan muistuttavia kaloja on kehittynyt näissä happivapaissa merissä, eikä hapenpoisto enää vaikuta niihin.

Valtameren toisella puolella hapenpoisto voi pahentaa muita uhkia, kuten valtamerten happamoitumista (meren pH:n lasku) tai suolapitoisuuden äkillistä nousua ja laskua. Yhdessä nämä muutokset voivat olla tappavia merilajeille, jotka selviävät hyvin erityisissä olosuhteissa.

Siten jatkuvat vähähappiset olosuhteet aiheuttavat erilaisia ​​uhkatasoja eläimille eri elinympäristöissä. Rannikkoalueiden happea tuottavat elinympäristöt, kuten meriruohopenkit, on suojeltava ja kunnostettava.

Myös valtameren virtaus, joka tuo happea syvään mereen, on elintärkeä, ja paras tapa säästää se on hidastaa ilmaston lämpenemistä mahdollisimman nopeasti.

Eikö sinulla ole aikaa lukea ilmastonmuutoksesta niin paljon kuin haluaisit?
Hanki sen sijaan viikoittainen katsaus sähköpostiisi. Joka keskiviikko The Conversationin ympäristötoimittaja kirjoittaa Imagine-sähköpostin, joka käsittelee hieman syvemmälle vain yhtä ilmastoongelmaa. Liity yli 30,000 XNUMX tähän mennessä tilaaneen lukijan joukkoon.

Myös Divernetissä: Kuolleiden alueiden nousu aiheuttaa huolta