A széles körben elterjedt és néha drasztikus tengeri oxigén csökkenés az érzékeny fajokat terheli, ez a tendencia folytatódik az éghajlatváltozással is

lélegzete

A ragadozók elől menekülni, az emésztést és más állatokat, beleértve az embereket is, oxigénre van szükség. De ezt az új összetevőt már nem olyan könnyű megszerezni a tengeri élőlényeknek - derül ki számos új tanulmányból.

Az elmúlt évtizedben az óceánok oxigénszintje zuhant, ami a klímaváltozással kapcsolatos riasztó tendencia - mondja Andreas Oschlies, a németországi Helmholtz Óceánkutató Központ óceánkutatója, akinek csapata az oxigénszintet az egész világon követi. "Meglepett minket a látott változások intenzitása, az oxigén ereszkedésének sebessége az óceánban és a tengeri ökoszisztémákra gyakorolt ​​hatások mértéke" - mondja.

A tudósok számára nem meglepő, hogy a felmelegedő óceánok oxigént veszítenek, de a merülés nagysága sürgős figyelmet igényel - mondja Oschlies. A legújabb tanulmányok azt mutatják, hogy egyes trópusi régiókban az oxigénszint elképesztően 40 százalékkal csökkent az elmúlt 50 évben. A szintek másutt finoman csökkentek, globálisan átlagosan 2 százalékos veszteséget szenvedtek.

Az óceáni állatok azonban nagyok és kisebbek is reagálnak az enyhe oxigénváltozásokra is azzal, hogy menedéket keresnek a magasabb oxigénnel rendelkező területeken, vagy a viselkedés kiigazításával - állapították meg Oschlies és mások a maguk területén. Ezek a kiigazítások új ragadozók elé tárhatják az állatokat, vagy táplálékhiányos régiókba kényszeríthetik őket. Az éghajlatváltozás már most is komoly problémákat vet fel a tengeri élet számára, például az óceánok savasodását, de a dezoxigenizáció napjainkban a legsürgetőbb probléma a tengeri állatokkal szemben - mondja Oschlies. Végül is azt mondja: "mindenkinek lélegeznie kell".

A Mexikói-öböl üledéke, amely részben olyan folyókból származik, mint a Mississippi. A folyó üledéke tápanyagokat tartalmaz műtrágyákból, amelyek táplálják az algavirágzást és csökkentik az óceánok oxigénszintjét. Hitel: a NASA Föld Obszervatórium

Probléma az élelmiszer-hálóban

A felmelegedő óceán két okból veszíti el az oxigént: Először is, minél melegebb lesz egy folyadék, annál kevesebb gázt képes megtartani. Ezért a szénsavas italok gyorsabban lapulnak, ha napsütésben hagyják őket - mondja Oschlies. Másodszor, amikor a sarki tengeri jég megolvad, a hidegebb, szikesebb vizek felett úszó vízréteget képez a tenger felszínén. Ez a folyamat egyfajta sapkát hoz létre, amely megakadályozhatja, hogy az áramok a felszínről a mélyebb mélységbe keverjék a vizet. És mivel az összes oxigén a felszínen bejut ebbe az élőhelybe, akár közvetlenül a légkörből, akár a fotoszintézis során termelő felszíni fitoplanktonból, a kevesebb keverés kevesebbet jelent mélységben.

Az Egyenlítő körüli part menti régiók természetesen alacsony oxigéntartalmú területek, mivel tápanyagokban gazdag vizeket tartalmaznak, ahol a baktériumok virágzása oxigént fogyaszt, amikor lebontják a halott tengeri életet. De az ökoszisztémák változásai másutt, beleértve a nyílt óceánt és a pólusok körül, Oschlies és mások meglepetései és aggályai voltak, mert ezeket a régiókat nem tekintették sebezhetőnek. A jövőbeli változásokat vetítő éghajlati modellek szintén rendszeresen alábecsülik a világ óceánjain már megfigyelt oxigénveszteséget - számolt be munkatársaival tavaly a Nature-ben, aminek következtében ez a tendencia nagyobb figyelmet igényel - mondja.

A nagyon halvány oxigéncseppek hatását a zooplanktonra, az élelmezési háló tövében lévő állatok a vízoszlopban összegyűltekre egy 2018. decemberi Science Advances jelentés dokumentálta. "Nagyon érzékenyek" - mondja Karen Wishner, a Rhode Island-i Egyetem óceánkutatója még a vártnál is többet. Néhány faj mélyebb, hűvösebb vizekbe úszik, több oxigénnel. "De egy ponton ez nem segít abban, hogy csak elmélyüljenek" - mondja, mert a hűvösebb vizekben nehezebb ételt találni vagy szaporodni. Mint megjegyzi, sok ragadozó, beleértve a halakat, a tintahalat és a bálnákat, eszik zooplanktont, vagy olyan halakat, amelyek zooplanktont esznek, így az, hogy a zooplankton miként képes megbirkózni az elágazásokkal, növeli az élelmiszerhálót.

A táplálékháló zavaraitól eltekintve az állatok más fiziológiai kihívásokkal néznek szembe, amikor testük alkalmazkodik az alacsonyabb oxigénszinthez. A kínai garnélarák kisebb erővel csóválja a farkát, hogy energiát takarítson meg alacsonyabb oxigéntartalmú környezetben, és ennek következtében kevésbé mozgékonysá válik - jelentette a tengeri és édesvízi viselkedésről és fiziológiáról szóló tanulmány. Ezenkívül néhány hím hal egyre kevesebb mozgékony spermiumot termel az oxigénszint csökkenésével, és úgy tűnik, hogy a tendencia nem növekszik a következő generációkban, amikor az oxigénszint javul - jelentették a kutatók a Nature Communicationsin 2016-ban.

Az alapvető érzékszervi funkciók, mint például a látás és hallás, szintén szenvedhetnek az alacsony oxigéntartalmú óceánban - mondja Lillian McCormick, a San Diego-i Kaliforniai Egyetem doktorandusa. Előzetes eredményeik azt sugallják, hogy még a látás apró cseppjei is károsítják az oxigént egyes zooplanktonokban. (Ez igaz az emberekre is, és bizonyíték van arra, hogy a nagy magasságban utazó emberek csökkent szín- és éjszakai látást tapasztalnak.) A zooplankton sok faja a vizuális jelekre támaszkodik, hogy minden reggel a vízoszlopon vándoroljon, hogy elkerülje a ragadozókat, így a látásvesztés akadályozhatja e fényjelek felfogásának képességét - mondja.

Egyes lények, például a medúza, jobban tolerálják az alacsony oxigént, mint mások. De minden állat érezni fogja a dezoxigénmentesítés hatását, mert valamennyien okkal fejlesztették oxigénkapacitásukat - mondja Brad Seibel, a dél-floridai egyetem óceánkutatója, aki Wishnerrel dolgozott együtt a közelmúltbeli zooplankton-tanulmányban. "Minden oxigéncsepp befolyásolni fogja a túlélhetőséget és a teljesítményt" - mondja.

Térkép, amely bemutatja az oldott oxigénszintet a globális óceánokban (a) és azt, hogy az oxigénszint hogyan csökkent vagy nőtt évtizedenként. Hitel: Schmidtko et al., Nature 2017

Zsugorodó élőhelyek

Amint az oxigénben gazdag régiók egyre ritkábbak lesznek, a jelenlegi halfajok is zsugorodnak, és új tartományokba kényszerítik a gazdaságilag fontos fajokat, például a tonhalat, amely globálisan évi 42 milliárd dollárt termel. Az atlanti-óceán trópusi északkeleti részén a kutatók azt találták, hogy a tonhal- és óriáshal-halászat élőhelyei 1960 és 2010 között 15 százalékkal csökkentek az oxigénveszteség miatt.

A part menti halászatnak a mezőgazdasági lefolyásból származó további nyomásnak is szembe kell néznie, amely szétesésük során megtermékenyíti az oxigént fogyasztó algavirágzást, ahogy ez a Mexikói-öbölben a Mississippi folyó torkolata közelében történt. Ezek a "holt zónák" arra kényszerítik a halakat, hogy tipikus tartományuk szélén nagyobb oxigénnel rendelkező területeket keressenek. Ez segíthet a halászok megtalálásában, mert a halak ezeken a sűrített területeken gyülekeznek, de hamis bőségérzetet is nyújt, és hosszú távon nem lesz fenntartható - jegyzi meg Seibel.

Az oxigénmentesítés általános problémájának megoldása érdekében Oschlies tavaly szeptemberben segített egy nemzetközi konferencia megszervezésében a témában Kielben. A jelenlévők egy rögtönzött nyilatkozatot készítettek az óceánok oxigénmentesítéséről szóló Kieli Nyilatkozat elnevezéssel, hogy felhívják a figyelmet a nemzetközi kormányok, az Egyesült Nemzetek Szervezete és a nyilvánosság körébe, valamint felhívják azonnali intézkedéseket. Azt akarják, hogy a kormányok és a nemzetközi csoportok komolyabb lépéseket tegyenek az éghajlatváltozás lassítása és az oxigénhiányt súlyosbító part menti lefolyás csökkentése érdekében. A kutatók az új állítást a monacói nyilatkozat (pdf) után modellezték, amely Oschlies véleménye szerint 2008-ban elősegítette az óceán savasodásának nemzetközi tudatosságát.

"Valójában figyelmeztetni kívánják mind a nyilvánosságot, mind a különféle kormányzati és nemzetközi ügynökségeket arra, hogy ez komoly probléma" - mondja Wishner, a több mint 30 ország több mint 300 tudósának egyike, aki aláírta a nyilatkozatot. Seibel, aki szintén aláíró, nem mond erről semmit: "Azt hiszem, ez potenciálisan nagyon súlyos".