Глобальное потепление и закисление океана угрожают организмам с карбонатными скелетами
Новое исследование под руководством Института морских наук (ICM-CSIC) с участием коллег из Британской антарктической службы, Института океанологии Польской академии наук и Гданьского университета показало, что потепление и закисление океана угрожают морским организмам, которые строят свои скелеты и раковины из карбоната кальция (CaCO3), таким как кораллы, мшанки, моллюски, морские ежи и ракообразные.
Работа, опубликованная в журнале Ecography, сосредоточена на организмах с карбонатными скелетами в водах Антарктики и Южного океана. Карбонат кальция более растворим в более кислых водах с высоким содержанием CO2, таких как холодные воды полярных регионов, что затрудняет строительство скелетов.
Мшанки как ключ к пониманию воздействия глобальных изменений
Для исследования учёные проанализировали скелеты мшанок (Bryozoa) — мелких фильтрующих беспозвоночных, живущих на морском дне. Они создают сложные местообитания, повышающие биоразнообразие.
«Как и кораллы, мшанки могут жить колониями и строить карбонатные скелеты, но они более широко распространены географически, особенно в антарктических водах. Их скелеты имеют разнообразный состав, и они являются важными продуцентами карбоната в Южном полушарии, что делает их отличными объектами для изучения эффектов глобальных изменений», — отмечает ведущий автор исследования Бланка Фигерола (ICM-CSIC).
Скелеты мшанок состоят из двух основных типов карбоната кальция — кальцита или арагонита, но также могут включать магний, что может делать их более уязвимыми к закислению.
Результаты исследования
С помощью минералогического анализа исследователи определили типы минералов и уровни магния в скелетах антарктических мшанок, создав самый большой набор данных по мшанкам Южного океана. Эти минеральные «подписи» были сопоставлены с существующими данными почти по 500 видам из Южного полушария. Распределение типов минералов и уровней магния сравнивалось с температурой воды, в которой обитали организмы.
«Мы обнаружили чёткую закономерность: виды с карбонатными скелетами с высокой концентрацией магния становятся более распространёнными при более высоких температурах морской воды, и мы видим эту тенденцию в глобальном масштабе», — подчёркивает соавтор исследования Хью Гриффитс (Британская антарктическая служба).
По словам Фигеролы, «это говорит о том, что многие морские виды с высоким содержанием магния в скелетах станут более уязвимыми к закислению океана по мере роста температуры воды. Учитывая быстрые наблюдаемые и прогнозируемые изменения температуры и химического состава океанов, у этих организмов может не хватить времени на адаптацию».
Будущее морских кальцификаторов
Растущие выбросы CO2 меняют океаны, вызывая повышение температуры и изменения химического состава. Поглощая CO2, океаны становятся более кислыми (океанское закисление). Растворённый CO2 реагирует с морской водой, образуя угольную кислоту, что снижает концентрацию карбонат-ионов.
В результате кальцифицирующим организмам, которые используют карбонат- и ионы кальция для построения раковин и скелетов, приходится справляться с уменьшением доступности карбоната и повышенной кислотностью. До сих пор неизвестно, в какой степени эти виды способны адаптировать химический состав своих скелетов в ответ на сочетание этих (температура и pH) и других стрессоров, связанных с глобальными изменениями.