Οι στρεσογόνοι παράγοντες της κλιματικής αλλαγής απειλούν τους πληθυσμούς των μπλε καβουριών
Δισεκατομμύρια μπλε καβούρια προνυμφών, ή zoeae, γεννιούνται κάθε χρόνο στις πολλές εκβολές ποταμών και στους κόλπους του Ατλαντικού και των ακτών του Κόλπου των Ηνωμένων Πολιτειών. Αυτά τα μικροσκοπικά ημιδιαφανή ζώα, συγκρίσιμα σε μέγεθος με τις άκρες των λεπτών βελόνων ραπτικής, μοιάζουν ελάχιστα με ενήλικα μπλε καβούρια.
Ένα μικρό κλάσμα ζωοειδών πλοηγείται με επιτυχία στις παλίρροιες και τα ρεύματα πολλά μίλια προς το θαλάσσιο περιθώριο της υφαλοκρηπίδας, αναπτύσσεται μέσω μιας σειράς προνυμφικών σταδίων και τελικά επιστρέφει ως μεγαλόπαιες προτού τεμαχιστεί σε νεαρά και, τελικά, ενήλικα. Ωστόσο, νέα έρευνα δείχνει ότι οι περιβαλλοντικοί στρεσογόνοι παράγοντες εντός των παράκτιων ζωνών που θα ενταθούν με την κλιματική αλλαγή, δηλαδή χαμηλό διαλυμένο οξυγόνο (υποξία) και χαμηλό pH (οξίνιση), μπορούν να αυξήσουν τη θνησιμότητα μεταξύ των μπλε καβουριών πρώιμου σταδίου πριν από τη μεταφορά τους στο ράφι. P>
Συνυπάρχουσα υποξία και οξίνιση στην παράκτια ζώνη
Σε μεγάλο βαθμό ως αποτέλεσμα της υπερφόρτωσης θρεπτικών ουσιών, πολλά παράκτια υδάτινα σώματα παγκοσμίως υφίστανται παρατεταμένες περιόδους υποξίας και οξίνισης. Τεράστιες ποσότητες αζώτου από λύματα, γεωργικά λιπάσματα και αστική απορροή ανοίγουν δρόμους από τη γη στο νερό, διεγείροντας την ανάπτυξη της οργανικής ύλης των φυκών, μια διαδικασία γνωστή ως ευτροφισμός. Αυτή η περίσσεια οργανικής ύλης φυκιών στη συνέχεια αναπνέεται και αποικοδομείται από βακτήρια, εξαντλώντας το διαλυμένο οξυγόνο και αυξάνοντας το διοξείδιο του άνθρακα (και επομένως μειώνοντας το pH) της στήλης του νερού.
Τα ενήλικα μπλε καβούρια είναι ικανά να ανέχονται περιόδους χαμηλού οξυγόνου και pH και οι αναφορές για υποξία από περιοχές που είναι αξιοσημείωτες για τους πληθυσμούς μπλε καβουριών τους, όπως ο κόλπος Chesapeake και ο Κόλπος του Μεξικού είναι άφθονες. Οι ενήλικες είναι κινητικοί, κινούνται κατά μήκος των επιφανειών των ιζημάτων, ικανοί να μεταναστεύσουν μακριά από πιο αγχωτικές συνθήκες.
Τα πρώιμα στάδια της ζωής (zoeae), ωστόσο, βρίσκονται στη στήλη του νερού και κολυμπούν με ρυθμούς 0,5 cm s, βασιζόμενα σε μεγάλο βαθμό στις παλίρροιες και τα ρεύματα που μεταφέρονται έξω από τις εκβολές ποταμών και τους κόλπους όπου αναπαράγεται συχνά. Μερικές φορές περνώντας μέχρι και τα δύο πρώτα στάδια της ζωικής ζωής (6-19 ημέρες από την εκκόλαψη) σε περιβάλλον εκβολών ποταμών ή κοντά στην ακτή, ορισμένες προνύμφες μπλε καβουριών είναι πιθανό να εκτεθούν σε συνθήκες κακής ποιότητας νερού για παρατεταμένες περιόδους.
Πειραματικά ευρήματα
Στο εργαστήριο, οι ζωές εκτέθηκαν σε συνθήκες χαμηλού οξυγόνου και χαμηλού pH, τόσο μεμονωμένα όσο και σε συνδυασμό, είτε για τέσσερις είτε για δεκατέσσερις ημέρες. Πειραματικά αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι τόσο η σοβαρότητα όσο και η διάρκεια της έκθεσης στην υποξία και η οξίνιση είναι σημαντικοί παράγοντες για τον έλεγχο του ποσοστού θνησιμότητας των προνυμφών μπλε καβουριού.
Η σχετικά μακροχρόνια έκθεση (14 ημερών) είτε σε υποξικές είτε σε οξινισμένες συνθήκες επηρέασε αρνητικά την επιβίωση της ζωικής ζωής, με τον συνδυασμό των στρεσογόνων παραγόντων να έχει το πιο σοβαρό αποτέλεσμα, μειώνοντας την επιβίωση κατά πάνω από 80% σε σύγκριση με τις προνύμφες που εκτέθηκαν σε φυσιολογικά επίπεδα οξυγόνου και pH. Κατά τη διάρκεια αυτής της χρονικής περιόδου, ακόμη και σε μέτρια επίπεδα οξυγόνου, πάνω από τη συμβατική ονομασία «υποξικό» λιγότερο από 3 mg O2 L, η επιβίωση μειώθηκε σε σχέση με τις προνύμφες των πλήρως οξυγονωμένων νερών.
Σε περιόδους τεσσάρων ημερών η υποξία μείωσε την επιβίωση των προνυμφών, ενώ η οξίνιση δεν είχε καμία επίδραση στην επιβίωση. Σε επίπεδα οξυγόνου μεταξύ 2 και 3 mg O2 L, η επιβίωση των προνυμφών μειώθηκε κατά πάνω από 90%, υποδηλώνοντας ότι ακόμη μικρότερη έκθεση σε υποξικές συνθήκες θα μπορούσε να επηρεάσει τη θνησιμότητα των πληθυσμών των μπλε καβουριών. Σε αυτά τα επίπεδα οξυγόνου, οι ζώες που γεννήθηκαν σε εκβολές ποταμών που δεν ξεπλένονται γρήγορα στη θάλασσα μπορεί να είναι απίθανο να επιβιώσουν.
Σκέψεις για το μέλλον
Εκτός από την υποξία και την οξίνιση που προκαλείται από τον ευτροφισμό, η αύξηση της θερμοκρασίας και το διοξείδιο του άνθρακα της ατμόσφαιρας που σχετίζονται με την κλιματική αλλαγή συμβάλλουν επίσης στην αποοξυγόνωση και την οξίνιση του ωκεανού. Ενώ ο μετριασμός της υποξίας και της οξίνισης που προκαλείται από την κλιματική αλλαγή θα απαιτήσει παγκόσμια προσπάθεια, τοπικά και περιφερειακά μέτρα για τη μείωση του φορτίου θρεπτικών ουσιών και τον περιορισμό της υποξίας και της οξίνισης που προκαλείται από τον ευτροφισμό είχαν επιτυχία σε πολλά μέρη, όπως το Long Island Sound και το Narragansett Bay.
Στο ανθρώπινο μάτι, οι ζωές των μπλε καβουριών μοιάζουν με απλές κηλίδες σκόνης διάσπαρτες σε όλη τη στήλη του νερού. Κατά τα πρώτα στάδια της ζωής τους, αυτά τα ζώα είναι ευάλωτα στην υποξία και την οξίνιση και μικρές αλλαγές στα ποσοστά θνησιμότητας των προνυμφών θα μπορούσαν να επηρεάσουν τη μελλοντική στρατολόγηση. Έτσι, οι προσπάθειες για τη βελτίωση της ποιότητας του νερού των τοποθεσιών ωοτοκίας μπλε καβουριών θα ωφελήσουν πιθανώς αυτήν την εμβληματική αμερικανική αλιεία.
Αυτά τα ευρήματα περιγράφονται στο ερευνητικό άρθρο με τίτλο Ατομικές και συνδυασμένες επιδράσεις χαμηλού διαλυμένου οξυγόνου και χαμηλού pH στην επιβίωση των μπλε καβουριών της προνύμφης πρώιμου σταδίου, Callinectes sapidus , που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό PLOS ONE. Η εργασία διεξήχθη από τους Stephen Tomasetti, Brooke Morrell, Lucas Merlo και Christopher Gobler από το Πανεπιστήμιο Stony Brook (αντίστοιχος συγγραφέας:[email protected]).
