海洋生物が追いつくには海の変化が速すぎる理由

海洋生物が追いつくには海の変化が速すぎる マグロやその他の頂点捕食者は、温暖な海で食料を使い果たす可能性があります。 www.shutterstock.comからのマグロの画像 Ivan Nagelkerken

マグロやサメなど、海の頂点捕食者の中には、他の海洋種と比較して、二酸化炭素レベルの上昇の影響をより強く感じる可能性があります。

それは結果のXNUMXつにすぎません 研究 本日、全米科学アカデミーの議事録に掲載されました。

過去XNUMX年間で、海洋の酸性化と温暖化する海、およびそれらが海洋生物に与える影響に関する研究が大幅に増加しています。 私と同僚のSeanConnellは、これらの研究を調べて、包括的なパターンを見つけることができるかどうかを確認しました。

残念ながら、全体として、このニュースは海洋生物にとって良くないことがわかりました。気候変動を食い止めるために何もしなければ、サンゴ礁などの生息地を失い、漁業を支える食物連鎖が弱まる可能性があります。

海の酸性化と温暖化

人間は主に化石燃料を燃やすことによって大気に二酸化炭素を加えてきました。 最悪のシナリオでは、排出量の増加を止めるために何もしなければ、二酸化炭素の濃度は今世紀末までに約1,000ppmに達すると予想されます。

この温室効果ガスの増加は、海洋を「酸性化」しています。 それは今起こっています。 二酸化炭素濃度は約に達しました 100万分の1の400、周りと比較して 100万分の1の270 産業革命の前に。

この余分な二酸化炭素は、海に溶けると、海のpHを下げます。つまり、海をより酸性にします。

多くの海洋生物、特にサンゴや甲殻類などの生息地を構築する生物は、海水に溶解したイオンから得られる炭酸カルシウムから骨格を作ります。

二酸化炭素が海水に溶けると、これらの炭酸カルシウムイオンが海洋生物にとって集まりにくくなり、骨格になります。 それはカルシウムなしで食事をしている人のようなものです。

これにより、最初は海洋生物が壊れやすい骨格を生成しますが、最終的には骨格が溶解する可能性があります。

カルシウムを含まない食事

多くの研究が、骨格を生成するこれらの生物に何が起こるかを見てきましたが、二酸化炭素の上昇が海洋にどのように影響するかをより広いスケールで調べたかったのです。

海洋酸性化と海の温暖化に関する600以上の実験を分析しました。

全体として、気温の上昇と海洋の酸性化は、種と生態系に悪影響を与えるようです。 これは、海洋種の成長、豊富さ、多様性の低下を意味します。

また、これらの結果は緯度全体でほぼ一貫していることがわかりました。熱帯の海だけに限定されたものではありません。

海は酸性化するにつれて暖まるので、これらXNUMXつの変化を一緒に見ることが重要です。 以前の分析は通常、特定のものに注目していました ライフステージ or さまざまな生態系.

酸性化は温暖化と相互作用して、より悪い影響を与える可能性があります。 たとえば、温度の上昇により石灰化率が20%減少し、酸性化により石灰化が25%減少する場合、合計で60%の減少になる可能性があります。 私たちが調べた研究では、これらの影響が定期的に見られます。

もちろん、すべての種が同じ反応を示すわけではありません。 一部の種は、特に数十年のような長期間にわたって、変化に順応または適応できると期待しています。 たとえば、 最近の研究 熱帯のラグーンに住むサンゴでは、適応する能力があることがわかりました。 微生物のようなより一般的な種は、気候変動の下で特にうまく機能しているようであり、食物連鎖の最下部にあるいくつかの魚種も示す可能性があることがわかりました 彼らの人口の増加.

生態系全体の変化

最も心配なのは、個々の種の変化だけでなく、生態系全体の変化です。

サンゴ礁だけでなく、カキやムール貝などの軟体動物によって作られた温帯のサンゴ礁など、サンゴ礁の生息地は脆弱であることがわかりました。 かつては浅い温帯の海にカキ礁がたくさんありましたが、自然のサンゴ礁はほとんど残っていません。

もあります 冷水礁 他の種類のサンゴによって形成され、より低い温度で数千年にわたってゆっくりと成長します。 私たちの分析では、酸性化によってこれらの生息地の成長が低下する可能性があることがわかりました。 これらの生息地はしばしば深海に位置し、人間の影響に非常に敏感です。

また、これらの変化が海洋食物網全体に影響を与えることもわかりました。

気温が高いほど植物プランクトンが増えることがわかりました。これは、多くの海洋食物連鎖の基礎を形成する小さな植物のような生物です。 これは、植物プランクトンを食べる放牧種のためのより多くの食物を意味します。

気温が高いということは、代謝が速くなることも意味し、より多くの食物を必要とします。 しかし、これは放牧種の成長率の上昇にはつながりませんでした。 食物連鎖の次のレベル(放牧動物を食べる種)はより少ない食物を持っているでしょうが、より速い代謝のためにそれでもより多くの食物を必要とするので、それは致命的です。

この効果は食物連鎖を上るにつれて強くなると予想されるため、マグロ、サメ、ハタなどの捕食種が最も強い効果を感じる種になります。

これらの種も 乱獲の脅威、これは別のレベルのストレスを追加します。 乱獲は重要な食物網の相互作用(例えば、獲物種のトップダウン制御)を変化させ、次世代のより回復力のある動物を形成する可能性のある潜在的に強い個体または種の遺伝子プールを減らす可能性もあります。 そして、これは汚染や富栄養化などの他の脅威の上にあります。

そこにチャンスがあります。 気候変動(または海洋酸性化)を短期的に変えることはできません。 しかし、乱獲やその他の人間のストレス要因の影響を軽減できれば、さまざまな種が気候変動に適応するための時間を購入できる可能性があります。

種は、数千年にわたる地質学的タイムスケールの変化に遺伝的に適応することができます-現代の種の多くの生存からわかるように 気候の浮き沈み。 しかし、私たちが海にもたらした変化は、数十年にわたって起こります。長命のウミガメやサメのXNUMX世代でさえありません。

このような急速な変化により、海洋の多くの種は適応できなくなる可能性があります。会話

著者について

Ivan Nagelkerken、海洋生物学准教授

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