Мидии борются с окислением океана

Постепенное повышение кислотности океана ослабляет раковины моллюсков, кораллов и морских ежей, делая их уязвимыми для хищников и повреждений от движения воды.

Многие морские животные создают защитные раковины и экзоскелеты из карбоната кальция из морской воды. Однако более высокие концентрации CO₂, поглощаемого океаном из окружающей среды, снижают pH океана.

Это делает условия более кислыми и влияет на прочность раковин, ослабляя животных перед хищниками, такими как крабы. Но новое исследование Университета Глазго показывает, что обыкновенная мидия сопротивляется, адаптируясь и эволюционируя в ответ на изменения в море.

В новой статье, опубликованной 15 февраля 2016 года в Scientific Reports, исследователи обнаружили, что раковины мидий, выращенные в условиях окисления океана, производят больше аморфного карбоната кальция в качестве механизма ремонта, компенсируя воздействие изменений окружающей среды.

С ростом глобальной индустриализации pH поверхности океанов снизился с 8.1 до 8.0, что означает уменьшение щелочности. Рост CO₂ ведет к окислению океана, и ученые ожидают дальнейшего снижения щелочности до pH ~7.7 к концу XXI века.

Доктор Сьюзан Фитцер, руководившая исследованием, заявила: "Многие морские организмы напрямую страдают от этих изменений. Им нужен карбонат кальция для создания раковин, но повышенная кислотность снижает концентрацию ионов карбоната, доступных для их формирования. В результате их раковины становятся более хрупкими и уязвимыми".

"Наше исследование показало, что раковины мидий, выращенные в условиях окисления океана, производят больше аморфного карбоната кальция и имеют меньший кристаллографический контроль над ростом раковины. Это показывает, что состав раковины мидии меняется в ответ на изменения окружающей среды".

Было обнаружено, что у мидий, выращенных в прогнозируемых будущих условиях окисления океана, снижен рост и изменены материальные свойства. Раковины становились тверже и менее эластичными, в результате чего они были более склонны к разрушению в штормовых условиях и более уязвимы для хищников.

Команда использовала синхротронную рентгеновскую микроскопию на Diamond Light Source для изучения влияния окисления океана на образование аморфного карбоната кальция в раковинах мидий.

Доктор Фитцер пояснила: "Исследования показывают, что мидии индуцируют аморфный карбонат кальция как ремонтный механизм для борьбы с повреждениями раковины при окислении океана".

"Эти фазовые переходы от аморфного карбоната кальция к кристаллической структуре важны для понимания того, как морские организмы, такие как мидии, производят свои защитные раковины. Мидии используют аморфный карбонат кальция для транспортировки нерастворимых материалов к местам кристаллизации для роста и ремонта".

Несмотря на выводы, адаптация мидий может быть недостаточной. Влияние растущего окисления океана на кристаллизацию раковин мидий по-прежнему вызывает обеспокоенность относительно защитной функции раковин, необходимой для защиты животных от хищников и штормовых условий.