Okyselení oceánu poškozuje schopnost zvířat čichat

Tento článek byl původně uveden na časopis Hakai, online publikace o vědě a společnosti v pobřežních ekosystémech. Přečtěte si více takových příběhů na hakaimagazine.com.

Dungeness krabi loví šviháním svých tykadel pro detekci chemikálií sem a tam. Snímání vody – podvodní ekvivalent čichání vzduchu – je osvědčená strategie pro navádění na potenciální kořist. Zdá se však, že tato nadčasová taktika je ohrožena, protože nový výzkum ukazuje, že okyselování oceánů způsobené změnou klimatu způsobuje, že antény krabů Dungeness ochabují.

Výzkumníci z University of Toronto Scarborough v Ontariu umístili kraby Dungeness do vody jen o něco kyselejší, než je obvyklé – podmínky, které jsou již přítomny v některých pobřežních ekosystémech a mohly by být rozšířeny do roku 2100, pokud lidé budou i nadále vypouštět vysoké množství skleníkových plynů. Zjistili, že zvířata musí být vystavena kadaverinu, chemické signalizační látce v potravinách, v koncentraci 10krát vyšší, než je obvyklé, než zaregistrují jeho přítomnost.

A nejsou to jen krabi z Dungeness, kteří se zdají mít potíže. Hrozí, že okyselení připraví řadu mořských druhů o zásadní chemické podněty. Výzkum tohoto jevu je stále omezený, ale jak se obor vyvíjí, rozsah potenciálních důsledků je stále jasnější.

„Téměř každá chemikálie, která je v moři, může být ovlivněna,“ říká Jorg Hardege, chemický ekolog z University of Hull v Anglii.

Stejně jako na souši, kde zvířata cítí a ochutnávají chemikálie, aby sbírala životně důležité informace, mnoho mořských tvorů používá chemické narážky k tomu, aby našli potravu, našli potenciální partnery nebo se vyhnuli blízkým predátorům. Chemorecepce funguje, protože každý z těchto podnětů je molekula s odlišnou chemickou strukturou a fyzikálním tvarem. Ale protože všechny tyto chemikálie plavou ve vodě, jsou náchylné k řadě chemických reakcí. Kyselejší voda, říká Hardege, má více kladně nabitých vodíkových iontů plovoucích kolem. Tyto vodíkové ionty se mohou vázat na chemické látky a měnit jejich tvar – a způsob, jakým jsou detekovány. Vodíkové ionty se také mohou vázat na chemoreceptory zvířat a měnit způsob, jakým tyto chemické podněty vnímají, říká Hardege.

Pokud tyto chemické narážky považujete za jazyk, říká Hardege, je to, jako by slova začala znít jinak, zatímco vaše uši zároveň mění způsob, jakým slyší zvuk.

Není překvapením, že narušení schopnosti zvířete detekovat klíčové chemické podněty může změnit jeho chování. Vezměte si například evropského zeleného kraba. Jedna studie, jejímž spoluautorem je Hardege, ukazuje, že mírné zvýšení kyselosti vody může změnit tvar chemikálií, které krabům říkají, aby svá vejce ovívali vodou, aby poskytli čerstvý kyslík a odstranili odpad. Krabi v experimentálně okyselené vodě byli na tyto podněty méně citliví – potřebovali alespoň 10krát více těchto chemikálií přidaných do vody, než začali svá vajíčka ovívat častěji.

Některé ryby také prokázaly, že mají problém zachytit chemické signály v kyselejší vodě. V jedné studii se zdálo, že mládě růžového lososa bylo méně naladěno na chemické podněty a méně schopné vyhýbat se predátorům. Pražma zlatá – běžně konzumovaná evropská ryba – vykazuje stejný trend.

Mnohé z těchto experimentů testovaly úrovně okyselení oceánů, které by mohly být rozšířeny do konce století, pokud svět zasáhne projekce extrémních klimatických změn. Ale s pobřežním vzestupem, což je proces, který může přivést kyselou hlubinnou vodu na povrch, některá pobřežní prostředí již občas zaznamenají tuto úroveň okyselení. A i když budou budoucí uhlíkové emise vládnout, celý oceán bude stále kyselejší než nyní. Jednotlivé druhy budou mít pravděpodobně různé prahové hodnoty, při kterých rostoucí kyselost náhle vykolejí jejich schopnost detekovat určité chemikálie, říká Hardege a vědci zatím nevědí, kde by tyto prahy mohly být.

Christina Roggatz, mořská chemická ekoložka z univerzity v Brémách v Německu, poznamenává, že acidifikace ne vždy snižuje citlivost zvířat na chemikálie. Jedna studie například zjistila, že v kyselejší vodě se zdá, že krabi poustevníci ještě více přitahují konkrétní chemickou narážku.

Ale vzhledem k tomu, že některé podněty sílí a jiné slábnou, rozsáhlé okyselování by mohlo narušit rovnováhu chemické komunikace v oceánu, říká Roggatz.

To je navrch k dalším, zjevněji hrozivým, důsledkům změny mořské chemie. V obzvláště děsivém případě Roggatz objevil, že kombinace zvyšující se kyselosti a rostoucích teplot ve skutečnosti zvyšuje toxicitu saxitoxinu, silného neurotoxinu z kontaminovaných měkkýšů, a tetrodotoxinu, produkovaného pufferfish, chobotnicemi modrými a dalšími zvířaty.

Výzkum potenciálu acidifikace narušit podvodní chemickou komunikaci a smyslové vnímání je ve skutečnosti teprve na začátku. V loňském roce Hardege, Roggatz a další napsali článek, v němž naléhali na výzkumníky, od chemiků po ekology, aby odhalili, co by tyto změny mohly znamenat.

Hardege říká, že je možné, že se divoká zvěř může přizpůsobit měnícímu se chemickému prostředí. Signál blízkého jídla například často není jedna chemikálie, ale řada chemikálií. I když druh již nemůže detekovat jednu z těchto chemikálií, může být stále schopen detekovat ostatní. Nebo se může obrátit ke svým dalším smyslům, jako je zrak.

Samozřejmě bude nejlepší, když to nebudeme testovat. Nejlepší způsob, jak chránit mořské ekosystémy před acidifikací oceánů, je omezit acidifikaci, říká Roggatz.

„Pokud dokážeme získat čas tím, že podstatně snížíme množství oxidu uhličitého, které vypouštíme,“ říká Roggatz, „myslím, že to je řešení.“

Tento článek se poprvé objevil v Hakai Magazine a je zde se svolením znovu publikován.