Kuidas O2 taseme muutumine mõjutab mereelu?

Newcastle'i ülikooli merebioloog MARCO FUSI selgitab rannikult süvamereni muutuv hapnikutase elu mitmel viisil.

Maa atmosfäär säilitab püsiva hapnikutaseme, olgu tegemist talvise, vihmase päeva või kuuma suvega. Üle ookeani on hapniku kontsentratsioon erinevates kohtades ja ajas tohutult erinev.

Mõnikord muutub hapniku tase päeva jooksul, samas kui mõnes ookeani sügavas osas jääb hapnikusisaldus konstantseks. Teatud kohtades pole hapnikku üldse, kuid elu õitseb siiski.

Mereliigid reageerivad ookeani deoksüdatsioonile (hapniku taseme langus merevees) erinevalt, olenevalt nende elukohast. Merega ohus kliimamuutuste ja saaste tõttu, mis mõlemad aitavad kaasa hapnikuvaegusele, on mõned mereliigid suuremas ohus kui teised.

Mereökoloogina uurin, kuidas hapniku kättesaadavuse muutused mõjutavad mereloomade vastupanuvõimet kliimamuutustele. Minu uuringud näitavad seda rannikumere liigid, mis puutuvad kokku hapniku igapäevase muutlikkusega, on hapnikuvaeguse järskudele vastupidavamad kui sügavuses elavad olendid, mis on kohanenud ühtlase hapnikutasemega.

Ranniku ääres

Mererohus, pruunvetikametsades või mangroovides elavate rannikualade olendite jaoks, nagu seepia, meritähed või krabid, on igapäevaelu hapniku mägironimine.

Päeva jooksul käivitab päikesevalgus vetikate ja taimede fotosünteesi ja toodab tohutul hulgal hapnikku. See toob kaasa hapniku üleküllastumine, olek, kus toodetakse nii palju hapnikku, et hapnikumullid lastakse vette.

Rannikuökosüsteemid, nagu mererohud, pruunvetikas, korallid ja mangroovid, aitavad luua puhvrit hapnikuvaegusele, sest see üleküllastus kiirendab seal elava mereelustiku ainevahetust – rohkema hapnikuga saavad loomad toota rohkem energiat ja kergemini toime tulla vähese hapnikuvaegusega.

Öösel ilma päikesevalguseta rannikualade vetikad ja taimed ei fotosünteesi. Selle asemel võtavad nad hapnikku hingamise kaudu – nii nagu loomad hingavad, hingavad ka taimede lehed ja viivad hapnikku oma rakkudesse. Seega puutuvad sealsed loomad igapäevaselt kokku vähese hapnikusisaldusega keskkonnaga.

Need mereloomad on arenenud nii, et nad suudavad toime tulla merevee kõrge ja madala hapnikusisalduse kõikumisega, kasutades päevasel ajal hapniku üleküllastumist, et kaitsta end tõusvate temperatuuride ja saaste eest.

Seejärel lülituvad nad öösel, kui hapnikku napib, muudele anaeroobsetele ainevahetusprotsessidele nagu käärimine – täpselt nagu meie lihased toodavad piimhapet intensiivse anaeroobse treeningu ajal. Näiteks röövkrabid jahivad öisel ajal aktiivselt mangroovides väga piiratud hapnikuga.

Kuid lühiajalise hapnikuvaegusega kohanenud rannikuloomad ei tule pikka aega ilma palju hapnikuta hästi toime. Seega tekivad probleemid, kui globaalne soojenemine ja inimtegevusest põhjustatud saaste häirivad hapniku igapäevast kõikumist, mistõttu hapnikuvaesed tingimused püsivad päevade või nädalate jooksul.

eest merisiilikud, see muudab nad aeglasemaks ja ei suuda kiskjate eest põgeneda. Teiste loomade puhul võib see kaasa tuua aeglasema toitumiskiiruse või aeglustunud kasvu.

Sügavas ookeanis

200–1,500 m sügavusel, nn hapniku miinimumtsoonis, on hapnik madalaimal küllastustasemel. Siin on mõned süvamereloomad, eriti kalad, nende äärmiselt madala hapnikusisaldusega tingimustega hästi kohanenud.

Kuigi hapnikupuudus neid kalu otseselt ei mõjuta, kuna nad juba selles elupaigas õitsevad, see on tõenäolisem et hapnikuvabastamine laiendab seda madala hapnikusisaldusega tsooni, mõjutades potentsiaalselt läheduses asuvaid kalu, kes ei talu edasist hapnikuvaegust.

Süvikus, rohkem kui 3,000 m sügavusel, on loomad harjunud elama tingimustes, kus hapnikutase kunagi ei kõiguta. Päikesevalgus ei jõua kunagi merepõhja sügavaimatesse kohtadesse ja seetõttu ei saa fotosüntees toimuda.

Siin vähendavad ookeanihoovused pidevat hapnikuvarustust, kuid kliimamuutused mõjutavad nende hoovuste dünaamikat.

Isegi vähim hapnikutaseme langus võib siinse mereelustiku jaoks olla katastroofiline. Teatud stsenaariumide korral süvamere kaevandamine võib setetest vabastada suures koguses orgaanilist ainet. See võib reageerida mis tahes olemasoleva hapnikuga ja seda veelgi kahandada, mille tulemuseks on elusolendite surm.

Soolsel merepõhjal

Mõnes kohas, sealhulgas Punane meri, väga soolased soolveebasseinid või merepõhjas asuvad veealused järved pakatavad elust, hoolimata hapniku puudumisest. Nendes hapnikuvabas meredes on arenenud bakterid, krabid, rannakarbid ja angerjalaadsed kalad ning edasine hapnikuvabastus ei mõjuta neid üldse.

Ookeanis võib hapnikupuudus süvendada muid ohte, nagu ookeani hapestumine (ookeani pH langus) või soolsuse järsk tõus ja vähenemine. Üheskoos võivad need muutused olla surmavad mereliikidele, mis jäävad ellu väga spetsiifilistes tingimustes.

Seega kujutavad püsivad madala hapnikusisaldusega tingimused loomadele erinevates elupaikades erinevat ohtu. Hapnikku tootvad rannikuelupaigad, näiteks mererohupeenrad, tuleb kaitsta ja taastada.

Ookeanivool, mis toob hapnikku süvamerre, on samuti ülioluline ja parim viis selle säästmiseks on aeglustada globaalset soojenemist nii kiiresti kui võimalik.

Kas teil pole aega kliimamuutuste kohta nii palju lugeda, kui soovite?
Selle asemel hankige postkasti iganädalane kokkuvõte. Igal kolmapäeval kirjutab The Conversationi keskkonnatoimetaja Imagine'i, lühikese e-kirja, mis käsitleb ühte kliimaprobleemi veidi sügavamalt. Liituge 30,000 XNUMX+ lugejaga, kes on seni tellinud.

Samuti Divernetis: Surnud tsoonide tõus tekitab muret