Khi hàm lượng carbon trong đại dương tiếp tục tăng, nhím biển tím có thể có khả năng thích nghi nhanh chóng để tồn tại.
Trong cuộc đua chống biến đổi khí hậu và axit hóa đại dương, một số loài nhím biển vẫn có thể có một vài mánh khóe, cho thấy sự thích nghi có thể sẽ đóng một vai trò lớn đối với các sinh vật biển khi hàm lượng carbon trong đại dương tăng lên.
Những gì chúng tôi muốn biết là, cho rằng đây là một quá trình xảy ra theo thời gian, động vật biển có thể thích nghi? Tiến hóa có thể đến để giải cứu?, Chuyên gia nghiên cứu sau tiến sĩ Morgan Kelly, thuộc Khoa Sinh thái, Tiến hóa và Sinh học Biển của UC Santa Barbara. Cô là đồng tác giả của biến thể tự nhiên trên giấy, và khả năng thích ứng với quá trình axit hóa đại dương trong nhím biển đá chính Strongylocentrotus purpuratus. Giấy đã được xuất bản trong ấn bản mới nhất của tạp chí Global Change Biology.
Nhím biển màu tím, Strongylocentrotus purpuratus, có khả năng truyền tính trạng cho khả năng chịu đựng carbon dioxide cao hơn cho con của nó. Tín dụng: Gretchen Hofmann
Dễ dàng xác định bởi sự đối xứng hình cầu và gai của chúng, nhím biển được tìm thấy dưới đáy biển trên toàn thế giới. Chúng được coi là một loài chủ chốt, có nghĩa là quần thể của chúng có tác động quan trọng đến phần còn lại của hệ sinh thái dưới đáy biển. Quá nhiều trong số chúng và môi trường sống của chúng trở nên cằn cỗi và các loài ăn tảo khác biến mất; quá ít và những kẻ săn mồi của chúng, trên mạng, bao gồm các loài động vật có vú, chim biển và cá.
Do lượng carbon dioxide tăng lên trong bầu khí quyển Trái đất, các đại dương trong tương lai được dự kiến sẽ hấp thụ nhiều carbon dioxide hơn, dẫn đến axit hóa nước. Sự thay đổi trong hóa học đại dương dự kiến sẽ ảnh hưởng tiêu cực đến cách nhím và các sinh vật vôi hóa khác tạo ra và duy trì vỏ và exoskeletons của chúng.
Kelly cho biết họ bị loãng xương, Kelly nói. Độ axit của nước tăng lên sẽ làm cho nồng độ canxi cacbonat của gan mà nhím biển yêu cầu bồi hồi. Điều này, đến lượt nó, sẽ dẫn đến động vật nhỏ hơn, vỏ mỏng hơn và có lẽ gai ngắn hơn cho nhím.
Để quan sát tác động tiềm tàng của mức độ tăng carbon dioxide trong tương lai trong nước biển, các nhà nghiên cứu đã nhân giống các thế hệ nhím biển tím trong điều kiện bắt chước môi trường dự kiến của đại dương vào gần cuối thế kỷ.
Chúng tôi đã tiếp xúc với chúng tới 1.100 phần triệu carbon dioxide. Mức CO2 hiện tại đứng đầu khoảng 400 phần triệu và mức độ dự kiến sẽ tăng lên toàn cầu đến 700 phần triệu vào cuối thế kỷ. Tuy nhiên, tại khu vực California, nồng độ CO2 trong đại dương dao động tự nhiên do nước lạnh dâng cao, một hiện tượng cũng mang lại nhiều nước có tính axit.
Các con vật được đưa đến từ hai địa điểm ngoài khơi bờ biển California, một khu vực phía bắc, nơi có nhiều cuộc nổi dậy hơn, và một địa điểm phía nam trải qua những cuộc nổi dậy ngắn hơn, ít thường xuyên hơn. Con đực từ một địa điểm được lai với con cái từ địa điểm khác. Ấu trùng được sinh sản và quan sát trong điều kiện dự kiến của các đại dương trong tương lai.
Mặc dù, ấu trùng được nuôi dưới mức carbon dioxide trong tương lai, trung bình, nhỏ hơn, các nhà nghiên cứu cũng ghi nhận sự khác biệt lớn về kích thước, chỉ ra rằng một số trong số những ấu trùng này vẫn giữ nguyên kích thước như chúng có trong điều kiện ngày nay - - đã thừa hưởng một dung sai cho mức CO2 cao hơn. Kích thước, Kelly nói, là một đặc điểm quan trọng. Nó liên kết với tỷ lệ cho ăn và nguy cơ bị các sinh vật khác ăn thịt. Những động vật có thể chịu được mức CO2 cao hơn trong đại dương sẽ để lại nhiều con hơn so với các đối tác yếu hơn của chúng. Sự chọn lọc tự nhiên này, cùng với phát hiện rằng sự thay đổi kích thước trong điều kiện axit hơn là có thể di truyền, chỉ ra sự tiến hóa nhanh chóng của nhím tím.
Kelly cho biết, đây là điều cho phép chúng ta dự đoán rằng loài này sẽ tiến hóa khả năng chịu đựng cao hơn khi gia tăng CO2, nhím có khả năng chịu đựng tốt hơn sẽ có cơ hội sống sót cao hơn và chúng sẽ truyền lại khả năng chịu đựng tốt hơn cho con của chúng, Kelly nói.
Các phát hiện cho thấy tác động của axit hóa đại dương có thể không có tác động nghiêm trọng đến kích thước nhím biển hoặc tốc độ tăng trưởng dân số như trước đây. Tin tốt cho các loài đá chính, và tin tốt cho các sinh vật ăn chúng. Kết quả cũng cho thấy sự thích nghi là một yếu tố chính trong phản ứng của các loài sinh thái quan trọng đối với biến đổi khí hậu.
Chúng tôi không mong đợi sự tiến hóa sẽ xóa bỏ hoàn toàn các tác động của axit hóa đại dương, nhưng chúng tôi hy vọng sự tiến hóa sẽ giảm thiểu những tác động này. Và càng có nhiều biến thể di truyền, sức mạnh của sự tiến hóa để giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu càng lớn, Kelly nói.
Thông qua UC Santa Barbara