الآثار البيولوجية لتحمض المحيطات

تدمر أتول ، شمال المحيط الهادئ. الصورة © تيم كالفير

يمكن أن يكون للتغيرات في كيمياء المحيطات تأثيرات مباشرة وغير مباشرة واسعة النطاق على الكائنات البحرية والنظم الإيكولوجية التي تعيش فيها. تشير الدراسات الخاصة بالكلسات البحرية (الشعاب المرجانية والقشريات والرخويات) إلى أن معظم ، ولكن ليس كلها ، تظهر انخفاض التكلس مع زيادة تحمض المحيطات. المرجع

التأثيرات على الكائنات البحرية

ممثلين من القمم calcifiers

الاختلاف التصنيفي في آثار تحمض المحيطات. يظهر متوسط ​​حجم التأثير لجميع الكائنات الحية مجتمعة (بشكل عام) ، والكلسات (البرتقالية) والغير calcifiers (الأخضر). يتم عرض عدد التجارب المستخدمة لحساب متوسط ​​أحجام التأثير بين قوسين. differences يشير إلى اختلافات كبيرة بين المجموعات التصنيفية التي تم اختبارها. المصدر: كرويكر وآخرون. 2010

أظهر عدد متزايد من الدراسات تأثيرات ضارة على الكائنات البحرية نتيجة لتحمض المحيطات ، بما في ذلك ما يلي: المرجع

  • انخفاض معدل نمو الهيكل العظمي في الشعاب المرجانية لبناء الشعاب
  • انخفاض القدرة على الحفاظ على قشرة واقية بين العوالق الحرة للسباحة (تشمل العوالق الحيوانية "العوالق الحيوانية" ، وخاصة القشريات الصغيرة ويرقات الأسماك ، وتشكل قاعدة لمعظم شبكات الأغذية البحرية)
  • انخفاض معدل إنتاج كربونات الكالسيوم في الطحالب البحرية (قشور المرجان والطحالب الخضراء)
  • انخفاض البقاء على قيد الحياة من الأنواع البحرية اليرقات ، بما في ذلك الأسماك التجارية والمحار
  • المراحل التنموية الضعيفة لللافقاريات (الإخصاب وانقسام البيض واليرقة والتسوية والتكاثر)
  • ثاني أكسيد الكربون المفرط (CO2) مستويات في الدم (CO2 تسمم) الأسماك ورأسيات الأرجل ونقص كبير في النمو وخصوبة في بعض أنواع اللافقاريات

انخفاض درجة الحموضة (زيادة الحموضة) قد يؤثر على الكائنات الحية بطرق تتجاوز انخفاض التكلس أو الأداء الأيضي ، بما في ذلك:

  • التفاعلات بين الأنواع خلال مراحل الحياة المختلفة
  • تغيير الضغوط التنافسية (على سبيل المثال ، الطحالب التي تتغلب على الشعاب المرجانية)
  • التعديلات في الافتراض ، والتي سوف تدخل حيز التنفيذ عندما تستجيب المجتمعات للتحمض
  • تغيير سلوك يرقات الأسماك (بسبب ضعف الوظيفة الحسية في أسماك اليرقات) وتقليل نجاح التوظيف المرجع

سوف تؤثر التفاعلات مع الضغوطات الأخرى (على سبيل المثال ، مدخلات المغذيات ، زيادة درجة حرارة سطح البحر ، وارتفاع مستوى سطح البحر) أيضًا على كيفية تغير المجتمعات البحرية استجابةً لارتفاع CO2 الظروف.

التأثيرات على التكلس

أحد أكثر الآثار أهمية لزيادة حموضة المحيطات يتعلق بإنتاج الأصداف والهياكل العظمية والألواح من كربونات الكالسيوم ، وهي عملية تعرف باسم التكلس. يعمل التحمض على تغيير توازن كيمياء الكربونات في مياه البحر ، مما يقلل من درجة الحموضة وتركيز أيونات الكربونات المتاحة للشعاب المرجانية وغيرها من الكالسيات البحرية لاستخدامها في بناء هياكلها العظمية. هذا يقلل من معدل وكمية التكلس بين العديد من الكائنات البحرية التي تبني هياكل عظمية وقذائف خارجية ، تتراوح من العوالق إلى المحار إلى بناء الشعاب المرجانية.

إن الحد من أيونات الكربونات الذائبة في مياه البحر له آثار كثيرة على النظم الإيكولوجية للشعاب المرجانية. نظرًا لأن الشعاب المرجانية في بناء الشعاب تحتاج إلى الكربونات لبناء هياكلها العظمية ، فمن المحتمل أن يؤدي تناقص تركيزات أيونات الكربونات إلى هياكل عظمية مرجانية أضعف وأكثر هشاشة ومعدلات نمو مرجانية بطيئة. في المستقبل ، قد يتسبب ذلك في تآكل الشعاب المرجانية بشكل أسرع مما يمكن أن تتكلس ، مما يقلل من قدرة الأنواع المرجانية على التنافس على الفضاء.

بالنسبة للشعاب المرجانية وغيرها من التكلسات مثل قنافذ البحر والمحار ، قد تؤدي التخفيضات في التكلس إلى:

  • زيادة حساسية المرجان ل تبيض . مرض
  • تقليل قدرة الكائنات الحية على صد الحيوانات المفترسة والتنافس على الغذاء والسكن
  • تغيير أنماط السلوك
  • تقليل القدرة على تحمل الأشعة فوق البنفسجية ، وزيادة معدلات التعرية الحيوية ، وزيادة الأضرار الناجمة عن الأعاصير

درست الدراسات المختبرية آثار تحمض المحيطات على أنواع كثيرة من الشعاب المرجانية والطحالب المرجانية ، وكشفت عن مجموعة من الاستجابات من انخفاض 3 إلى 60٪ في معدل التكلس لمضاعفة ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي.2.المرجع كشفت دراسة حديثة عن الشعاب المرجانية في الدماغ في برمودا أن معدلات التكلس انخفضت بنسبة 25٪ على مدار سنوات 50 الماضية وأن تحمض المحيطات هو أحد العوامل المساهمة المحتملة. المرجع

ممثلين من القمم calcifiers

أمثلة من calcifiers البحرية من Kleypas et al. 2006: (أ) الطحالب المرجانية (صورة من نانسي سيفتون ؛ مجاملة NOAA / CORIS) ؛ (ب) Halimeda (الصورة من جانب جيمس وات ؛ مجاملة NOAA / NMFS) ؛ (ج) المنخربات القاعية (مجاملة P. هالوك) ؛ (د) الشعاب المرجانية لبناء (Dendrogyra cylindrus. القائد ويليام هاريجان ، فيلق نوا ؛ مجاملة ولاية فلوريدا كيز الوطنية البحرية) ؛ (هـ) المرجان في المياه العميقة (لوفيليا بيرتوسا. من 413 م عمق قبالة ولاية كارولينا الشمالية. سلطعون أحمر كبير هو اومونيدا بيكتا. قنفذ تحته إشنسا تايلس. من باب المجاملة SW Ross و K. Sulak و M. Nizinski) ؛ (و) bryozoan (مجاملة NOAA / Ocean Explorer) ؛ (ز) الرخويات (شعاب المحار ؛ إدارة الموارد الطبيعية لولاية ساوث كارولينا) ؛ (ح) echinoderm (نجم هش ؛ لاري زيتوتش ؛ محمية فلوريدا كيز البحرية الوطنية) ؛ (1) قشريات (سرطان البحر ، دكتور جيمس بي ماكفي ، برنامج منح البحر التابع لـ NOAA)