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海水酸化使得螃蟹外壳溶解、感官受损 - 天博官
2020-02-12 20:00天搏体育
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受外壳溶解影响的螃蟹,可能会发育不良 / source:https://research.noaa.gov/

首长黄道蟹(Dungeness crab),又名黄金蟹,在美国西岸的渔业中佔有显赫的地位。美国国家海洋和大气管理局(National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA)西北渔业科学中心(Northwest Fisheries Science Center)于 2016 年对黄金蟹幼体进行了实验室研究,认为当时的海洋酸化程度不足以对其产生影响,但是预期未来的海水 pH 值将会影响牠们的发展与生存。然而 2016 年 NOAA 研究船蒐集的样本在近期完成分析,推翻前述的观点,研究人员发现许多幼蟹背甲受损以及毛髮状感觉器官脱落的案例。

幼蟹外壳溶解

跨国组成的研究小组结合观察和建立模型,发现外壳溶解影响最严重的地区在螃蟹生长和发育成熟的沿海栖息地。该研究的共同作者之一,NOAA 太平洋海洋环境实验室资深科学家理查·费利博士(Richard Feely)表示:「我们发现了幼蟹受到酸化溶解的影响,这原本预期本世纪晚期才会出现。」

主要作者南加州沿岸水体研究专案(Southern California Coastal Water Research Project)的资深科学家妮娜·贝德纳塞克(Nina Bednarsek)表示:「这是在先前理解到海洋酸化会影响翼足目动物(pteropod)后,首个指出黄金蟹幼体已在自然环境中受到海洋酸化影响的研究。如果螃蟹已经受到影响,我们真的需要确保我们开始更加注意食物链的各个部分,以免为时已晚。」

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海洋酸化

海洋酸化是指海水 pH 值的降低,主要是因为海水长时间从大气中吸收二氧化碳。当二氧化碳被海水吸收时,会发生一系列化学反应,从而导致氢离子浓度增加,使海水酸度增加,并使碳酸根离子的含量降低。

碳酸根离子是贝壳和珊瑚等需要使用碳酸钙进行结构生长的重要组成。碳酸根离子减少会使贝壳和牡蛎、蛤、海胆、螃蟹、珊瑚和某些带壳的浮游生物(如翼足类)难以生长和维持其碳酸钙结构。

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伤害与后遗症

该研究以电子显微镜检查发现,沿海水域的酸度已经足以腐蚀幼蟹脆弱、仍在发育的外壳和腿部,造成异常起伏的结构和带疤的表面。这可能会改变游泳行为,以及调节浮力、保持垂直姿势和避开捕食者的能力,进而损害幼体的生存。

这项研究最重要的发现之一,显示幼蟹有甲壳溶解的迹象。幼蟹的损伤可能会导致发育延迟,从而增加能量需求并干扰成熟。这让科学家感到不安。

另一个令人惊讶的发现是,有些幼蟹的机械感受器(mechanoreceptors)因为外壳溶解受损而脱落,这是甲壳类对海洋酸化敏感的一个新观点。研究小组认为,神经管内机械感受器的缺失或受损,也许可以解释在实验室环境中各种甲壳类动物暴露于低 pH 条件时观察到的异常行为模式,例如动作缓慢、触觉识别能力降低、搜索时间延长,以及游泳能力受损。

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需要更多研究

贝德纳塞克博士强调,将需要进行更多的研究,来确定幼蟹的外壳溶解是否会延续到可繁殖的成年阶段,以及对族群数量变化的潜在影响。她表示:「如果这些幼蟹需要转移能量来修复外骨骼,而导致变小,那幺生存到成年后的比例将会是可变的,而且长期而言可能会下降。」

参考资料:

  1. Bednaršek, N., Feely, R. A., Beck, M. W., Alin, S. R., Siedlecki, S. A., Calosi, P., … Spicer, J. I. (2020). Exoskeleton dissolution with mechanoreceptor damage in larval Dungeness crab related to severity of present-day ocean acidification vertical gradients. Science of The Total Environment, 136610. doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.136610
  2. Stein, T. (2020, January 23). Dungeness crab larvae already showing effects of coastal acidification. Retrieved February 6, 2020.

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