海洋酸性化の生物学的影響

パルミラ環礁、北太平洋。 写真©ティムカルバー

海洋化学の変化は、海洋生物やそれらが住んでいる生態系に広範な直接的および間接的な影響を与える可能性があります。 海洋性石灰化剤(サンゴ、甲殻類、軟体動物)の研究は、全部ではないにしても大部分が海洋性酸性化の進行とともに石灰化の減少を示すことを示しています。 参照

海洋生物への影響

底生石灰化剤の代表

海洋酸性化の影響における分類学的変動 平均効果量は、合わせたすべての生物(全体)、石灰化剤(オレンジ色)、および非石灰化剤(緑色)について示されています。 平均効果量を計算するために使用された実験の数は括弧内に示されている。 ‡テストされた分類グループ間の有意差を示します。 出典:クロッカー他。 2010

次のような海洋酸性化の結果として海洋生物に悪影響があることを示す研究が増えています。 参照

  • 造礁サンゴの骨格成長速度の低下
  • 自由遊泳動物プランクトンの保護シェルを維持する能力の低下(動物プランクトンには、主に小型甲殻類や魚の幼虫を含む「動物プランクトン」が含まれ、ほとんどの海洋食物網の基盤を形成する)
  • 海藻(甲殻類サンゴ礁および緑藻)中の炭酸カルシウム生産速度の低下
  • 市販の魚介類を含む、幼生の海洋生物の生存期間の短縮
  • 無脊椎動物の発達段階の障害(受精、卵割、幼虫、定着および繁殖)
  • 過剰な二酸化炭素(CO)2)血中濃度(CO)2 無脊椎動物種における魚類および頭足類の毒性および成長および繁殖力の有意な低下

pHの低下(酸性度の増加)は、石灰化や代謝能力の低下を超えて、以下のような形で生物に影響を与える可能性があります。

  • 異なる生活段階における種間の相互作用
  • 競争圧力の変化(例:藻類が競合するサンゴ)
  • コミュニティが酸性化に反応するのに伴って影響を受けるであろう捕食の変化
  • 魚の幼虫行動の変化(幼虫の感覚機能障害による)および募集成功の減少 参照

他のストレス要因との相互作用(例えば、栄養素の投入、海面水温の上昇、海面上昇など)も、高CO 2に応答して海洋群集がどのように変化するかに影響を与えます。2 条件。

石灰化への影響

海の酸性度を高めることの最も重要な効果の1つは、石灰化として知られるプロセスである、炭酸カルシウムからの貝殻、骨格、およびプレートの生産に関係しています。 酸性化は海水中の炭酸塩化学の平衡をシフトさせ、サンゴや他の海洋石灰化剤がそれらの骨格を構築するために使用できるpHと炭酸イオン濃度を下げます。 これは、プランクトンから貝類、サンゴ礁のサンゴまで、外部の骨格や貝殻を作る多くの海洋生物の石灰化の速度と量を減少させます。

海水中の溶存炭酸イオンの減少は、サンゴ礁の生態系に多くの影響を及ぼします。 造礁サンゴはその骨格を構築するために炭酸塩を必要とするので、炭酸イオン濃度の減少は、より弱い、より脆いサンゴ骨格およびより遅いサンゴ成長速度につながる可能性が高い。 将来的には、サンゴ礁が石灰化するよりも早く侵食される可能性があるため、サンゴ種の宇宙競争力の低下を招く可能性があります。

サンゴやウニや甲殻類のような他の石灰化物質の場合、石灰化の減少は次のようになります。

  • サンゴの感受性を高める 漂白病気
  • 捕食者を撃退し、食物と生息地を争う生物の能力を減少させる
  • 行動パターンを変更する
  • 紫外線に耐える能力を減らし、生物侵食率を上げ、サイクロンによる被害を増やす

室内での酸性化が多くの種類のサンゴやサンゴ礁藻類に及ぼす影響を調べた結果、大気中のCOが2倍になると石灰化速度が3%から60%低下するまでのさまざまな応答が明らかになりました。2.参照 バミューダでの脳サンゴの最近の研究では、石灰化率は過去25年間で50%低下しており、海洋の酸性化が一因となっている可能性があります。 参照

底生石灰化剤の代表

Kleypas et al。 2006:(a)サンゴ礁藻類(写真はナンシーセフトン、礼儀NOAA / CORIS)。 (b) ハリメダ (James Wattによる写真、NOAA / NMFSの好意による) (c)底生有孔虫(礼儀P.ハロック)。 (d)造礁サンゴ(Dendrogyra cylindrus; Cmdrウィリアムハリガン、NOAA隊。 フロリダキーズ国立海洋保護区) (e)深海サンゴ(ロフェリア・ペルチューザ; ノースカロライナ沖の413メートルからの深さ。 大きな赤いカニは エウムニダ・ピクタ; それ以下のウニです エキナスtylodes; SW Ross、K. Sulak、およびM. Nizinskiによる) (f)コケムシ(好意によるNOAA / Ocean Explorer)。 (g)軟体動物(カキ礁;礼儀サウスカロライナ州天然資源局)。 (h)棘皮動物(脆い星; Larry Zetwoch;フロリダキーズ国立海洋保護区)。 (i)甲殻類(ロブスター; NOAAシーグラントプログラム、James P. McVey博士)