От побережья до глубокого моря изменение уровня кислорода влияет на жизнь по-разному, как объясняет морской биолог МАРКО ФУЗИ из Университета Ньюкасла.
Атмосфера Земли поддерживает постоянный уровень кислорода, будь то зима, дождливый день или жаркое лето. По всему океану концентрация кислорода сильно различается в разных местах и с течением времени.
Иногда уровень кислорода меняется в течение дня, тогда как в некоторых глубоких частях океана концентрация кислорода остается постоянной. В некоторых местах кислорода вообще нет, но жизнь все равно процветает.
Читайте также: Удушающие моря
Морские виды по-разному реагируют на деоксигенацию океана (снижение уровня кислорода в морской воде) в зависимости от того, где они живут. С морями под угрозой Из-за изменения климата и загрязнения, которые способствуют потере кислорода, некоторые морские виды подвергаются большему риску, чем другие.
Как морской эколог, я исследую, как изменения в наличии кислорода влияют на устойчивость морских животных к изменению климата. Мои исследования показывают, что Прибрежные морские виды, подверженные ежедневным колебаниям содержания кислорода, более устойчивы к скачкам деоксигенации, чем существа, живущие на глубине и адаптированные к постоянному уровню кислорода.
У побережья
Для прибрежных существ, таких как каракатицы, морские звезды или крабы, живущие в морской траве, зарослях водорослей или мангровых зарослях, повседневная жизнь — это кислородные американские горки.
В течение дня фотосинтез водорослей и растений запускается солнечным светом и производит огромное количество кислорода. Это ведет к перенасыщение кислородом, состояние, при котором выделяется столько кислорода, что пузырьки кислорода выбрасываются в воду.
Прибрежные экосистемы, такие как морские травы, водоросли, кораллы и мангровые заросли, помогают обеспечить буфер для дезоксигенации, поскольку это перенасыщение ускоряет метаболизм живущих там морских обитателей – с большим количеством доступного кислорода животные могут производить больше энергии и легче справляться с небольшой дезоксигенацией.
Ночью, без солнечного света, прибрежные водоросли и растения не фотосинтезируют. Вместо этого они поглощают кислород в процессе дыхания – так же, как дышат животные, листья растений дышат и поглощают кислород в свои клетки. Таким образом, животные там ежедневно подвергаются воздействию среды с низким содержанием кислорода.
Эти морские животные научились справляться с колебаниями уровня высокого и низкого содержания кислорода в морской воде, используя перенасыщение кислородом в течение дня, чтобы защитить себя от повышения температуры и загрязнения.
Затем, ночью, когда кислорода не хватает, они переключаются на другие анаэробные процессы метаболизма, такие как ферментация – точно так же, как наши мышцы производят молочную кислоту во время интенсивных анаэробных упражнений. Хищные крабы, например, активно охотятся в мангровых зарослях ночью при очень ограниченном кислороде.
Но прибрежные животные, приспособленные к кратковременному истощению кислорода, не могут хорошо справляться с длительными периодами отсутствия большого количества кислорода. Поэтому проблемы возникают, когда суточные колебания содержания кислорода нарушаются глобальным потеплением и антропогенным загрязнением, в результате чего условия с низким содержанием кислорода сохраняются в течение нескольких дней или недель.
Что касается морские ежи, это делает их медленнее и менее способными убежать от хищников. Для других животных это может привести к замедлению скорости кормления или замедлению роста.
В глубоком океане
На глубинах от 200 до 1,500 м, в так называемой «зоне кислородного минимума», кислород находится на самом низком уровне насыщения. Здесь некоторые глубоководные животные, особенно рыбы, хорошо приспособлены к условиям чрезвычайно низкого содержания кислорода.
Хотя деоксигенация не повлияет на этих рыб напрямую, поскольку они уже прекрасно себя чувствуют в этой среде обитания, это более вероятно что деоксигенация приведет к расширению этой зоны с низким содержанием кислорода, потенциально затрагивая близлежащую рыбу, которая не может переносить дальнейшую деоксигенацию.
В бездне, на глубине более 3,000 м, животные привыкли жить в условиях, в которых уровень кислорода никогда не колеблется. Солнечный свет никогда не достигает самых глубоких частей морского дна, поэтому фотосинтез невозможен.
Здесь океанические течения нарушают постоянный приток кислорода, но изменение климата влияет на динамику этих течений.
Даже малейшее снижение уровня кислорода может оказаться катастрофическим для морской жизни здесь. В определенных сценариях глубоководная добыча может выделять большое количество органических веществ из осадка. Это может вступить в реакцию с любым доступным кислородом и привести к его дальнейшему истощению, что приведет к гибели живых существ.
На соленом морском дне
В некоторых местах, в том числе Красное море, очень соленые рассолы или подводные озера на морском дне полны жизни, несмотря на отсутствие кислорода. Бактерии, крабы, мидии и угреподобные рыбы развились в этих лишенных кислорода морях, и дальнейшая деоксигенация совершенно не повлияет на них.
За океаном деоксигенация может усугубить другие угрозы, такие как закисление океана (снижение pH океана) или внезапное увеличение и уменьшение солености. В совокупности эти изменения могут оказаться смертельными для морских видов, выживающих в очень специфических условиях.
Таким образом, устойчивые условия с низким содержанием кислорода будут представлять разные уровни угрозы для животных в разных средах обитания. Прибрежные места обитания, производящие кислород, такие как заросли морских водорослей, должны быть защищены и восстановлены.
Океанское течение, которое доставляет кислород в морские глубины, также жизненно важно, и лучший способ его сохранить – как можно быстрее замедлить глобальное потепление.
У вас нет времени читать об изменении климата столько, сколько хотелось бы?
Вместо этого получайте еженедельный обзор на свой почтовый ящик. Каждую среду редактор отдела окружающей среды The Conversation пишет Imagine — короткое электронное письмо, в котором немного глубже затрагивается лишь одна проблема климата. Присоединяйтесь к более чем 30,000 XNUMX читателей, которые уже подписались.
МАРКО ФУСИ является старшим преподавателем морской биологии в Университет Ньюкасла.
Эта статья перепечатана с сайта The Conversation по лицензии Creative Commons. Прочтите здесь.
Также в Дивернете: Рост мертвых зон вызывает беспокойство
