Кислотная атака: смогут ли мидии дольше удерживаться?

Учёные из Вашингтонского университета обнаружили, что окисление океана из-за выбросов углерода может мешать мидиям прикрепляться к скалам и другим поверхностям. Это делает их лёгкой добычей для хищников и угрожает мидиеводческой отрасли.

«Прочное прикрепление — буквально жизненная необходимость мидии», — говорит профессор Эмили Каррингтон, один из ведущих исследователей. Мидии прикрепляются к твёрдым поверхностям, чтобы фильтровать планктон из морской воды для питания. Обычно они живут в приливной зоне, где сильные волны и течения защищают их от хищников, таких как крабы, рыбы и морские звёзды. Но если мидия падает со своего места, она опускается в более спокойные воды, где её легко съедают.

Будущие условия могут затруднить мидиям возможность прикрепиться в безопасном месте. Это связано с тем, что уровень pH, по-видимому, критически важен в процессе прикрепления, а наши океаны становятся более кислыми из-за поглощения выбросов CO₂ из атмосферы. «Наши ранние лабораторные исследования показали, что мидии создают более слабые нити прикрепления, когда pH морской воды падает ниже 7,6», — говорит профессор Каррингтон. Эти результаты могут иметь серьёзные последствия для аквакультуры. На мидиевых фермах мидии прикрепляются к верёвкам, подвешенным в воде, на 6–12 месяцев, пока не вырастут до рыночного размера. В настоящее время слабое прикрепление может привести к потере до 20% урожая, который падает на морское дно.

Исследователи показали, что изменение pH специфически влияет на адгезивный бляшк, который цементирует мидию к поверхности. «Мы исследовали, повлияет ли снижение pH морской воды на процесс отверждения нитей прикрепления», — говорит профессор Каррингтон. Нитки, созданные мидиями в воде с «нормальным» pH 8, затем выдерживались для отверждения в течение 12 дней при pH 8, 7 или 5. Используя машину для испытания материалов, команда обнаружила, что нити, отверждённые при более низких значениях pH, были на 25% слабее контрольных. «Мы пришли к выводу, что мидии полагаются на высокий pH морской воды для эффективного отверждения своего адгезива и формирования прочного прикрепления», — говорит профессор Каррингтон.

Кроме того, один вид мидий Mytilus trossulus также создавал меньше и более слабых нитей, когда температура воды повышалась выше 18 °C. В отличие от него, близкородственный инвазивный вид Mytilus galloprovincialis создавал больше и более прочных нитей. Это говорит о том, что потепление океанов будет всё больше благоприятствовать инвазивному виду, позволяя ему расширять ареал в сторону полюсов и вытеснять аборигенные виды.

Хотя прогнозируется, что средний глобальный pH океана снизится лишь с 8,0 до 7,8 к концу века, это всё равно может оказать глубокое влияние на сообщества мидий, говорит профессор Каррингтон. «Из-за апвеллинга и локальной продуктивности pH морской воды у нас в Вашингтоне уже находится на базовом уровне 7,8. Более того, мидии живут в высокодинамичных прибрежных средах, где pH обычно колеблется вверх или вниз на 0,5 единицы», — говорит она. Это означает, что мидии уже периодически подвергаются условиям, ослабляющим прикрепление, и эти периоды в будущем могут стать длиннее и суровее.

Эти результаты были представлены в среду, 6 июля 2016 года, на ежегодном собрании Общества экспериментальной биологии в Брайтоне.