海水可能很快就會對鯊魚的牙齒產(chǎn)生令人震驚的影響

他們?yōu)轷忯~做假牙嗎?將來,他們可能需要使用最近的研究這表明鯊魚可能會因海洋酸化而失去致命的咬合力。

鯊魚的牙齒是動物王國羨慕的對象:它們鋒利且不斷生長。當一顆牙齒脫落時,下一顆牙齒就會在原處長出。這種牙齒再生對鯊魚的生存至關(guān)重要,因為它們(顯然)依靠可怕的牙齒來捕捉獵物。

然而,盡管鯊魚的牙齒由高度礦化的磷酸鹽制成,并且高度適應(yīng)切片和啃咬,但鯊魚的牙齒很容易受到腐蝕,德國海因里?!ずD髮W(xué)的生物學(xué)家馬克西米利安·鮑姆說。特別是隨著人為碳排放導(dǎo)致海洋酸化持續(xù)加劇。

相關(guān):海洋酸度已達到臨界水平,我們都受到威脅

海洋是一個有效的碳匯,吸收了大約30%二氧化碳(CO2)釋放到大氣中。但作為大氣中的一氧化碳2增加,更多的最終進入海洋。它與海水發(fā)生反應(yīng),增加氫離子的濃度,降低 pH 值并導(dǎo)致海洋酸化。

此外,這會導(dǎo)致碳酸根離子的可用性降低,影響貝殼和珊瑚的構(gòu)建,破壞水生生態(tài),并對從貝類和海膽到珊瑚和浮游生物的一系列海洋生物產(chǎn)生不利影響。

目前,全球海洋平均 pH 值為 8.1,與小蘇打相當,這是一個有趣的事實。然而,到 2300 年,預(yù)計其酸性將降至 7.3,幾乎是今天的 10 倍。

為了確定未來海洋酸化對鯊魚牙齒的影響,研究人員從黑鰭礁鯊身上收集了 600 多顆自然丟棄的牙齒(黑翅目 Carcharhinus melanopterus)來自德國奧伯豪森海洋生物水族館。

黑鰭礁鯊是熱帶珊瑚礁環(huán)境的重要組成部分,它們的多排牙齒經(jīng)常與海水接觸。由于這些鯊魚采用被動呼吸系統(tǒng),因此它們必須張開嘴游泳,以幫助富含氧氣的水通過鰓。

然后,研究人員將 16 顆最完美無瑕的廢棄牙齒孵育在單獨的人工海水罐中,其中一顆的 pH 值為 8.2,另一顆的 pH 值徘徊在 7.3,與預(yù)測的未來海洋狀況相當。

比較在 pH 值為 8.2 和 7.3 的人工海水罐中孵育的鯊魚牙齒,顯示在更酸性 (pH 7.3) 的條件下明顯降解。(斯特芬·科勒)

在酸性更強的條件下孵育的牙齒顯示出裂縫和孔洞的顯著增加。牙齒的每個部分都受到負面影響:酸化導(dǎo)致牙冠腐蝕、牙根退化,并且鋸齒中的精細細節(jié)經(jīng)常丟失。

有趣的是,牙齒的平均周長有所增加,尤其是在較高的 pH 值下。作者說,這反映了不規(guī)則現(xiàn)象的增加,而不是牙齒的實際擴張。

理論上,不規(guī)則性的增加可以提高切割效率(鋸齒基本上是不規(guī)則),但它也會使它們變得更弱,更容易斷裂。

鯊魚牙齒在 pH 值為 7.3 的水中孵育 8 周的顯微視圖,展示了酸性腐蝕的影響。(斯特芬·科勒)

這些結(jié)果對許多海洋動物具有深遠的影響,包括鯊魚,他們已經(jīng)受到過度捕撈的威脅.

酸化還可能導(dǎo)致生長速度降低和營養(yǎng)需求增加,而牙齒較弱則難以滿足。在酸性更強的海洋中,其他類型的鯊魚可能面臨較低的孵化率或化學(xué)感受器敏感性降低的問題。

腐蝕也會降低鯊魚的真皮小齒,它們覆蓋著它們的身體,在功能上就像鱗片一樣,盡管它們在成分上就像牙齒。這些鱗片既提供了保護,又增加了流體動力學(xué),當它們腐蝕時,鯊魚可能會失去一些運動效率,因此面臨更多的能源成本。

相關(guān):科學(xué)家警告說,世界海洋的酸性過高而無法維持生命

總體而言,這項研究進一步強調(diào)了氣候變化令人驚訝的全面、出乎意料且難以預(yù)測:“這提醒我們,氣候變化的影響會通過整個食物網(wǎng)和生態(tài)系統(tǒng)級聯(lián),”解釋鮑姆。

最后,作者確實注意到了一些局限性,包括他們使用廢棄的牙齒。海洋酸化對仍然附著在鯊魚身上的活牙的影響可能不同。

酸化的總體影響也是不確定的,因為一些板鰓類(一組軟骨魚,包括鯊魚、鰩魚和鰩魚)顯示出在不斷變化的條件下維持血液 pH 值的能力。然而,科學(xué)家們必須在 2300 年之前弄清楚更精細的細節(jié)。

這項研究發(fā)表在海洋科學(xué)前沿.

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