Διαπραγμάτευση αναπαραγωγικού δυναμικού για επιβίωση; Πώς η οξύτητα θα μπορούσε να επηρεάσει ένα βασικό καρκινοειδές στον μελλοντικό ωκεανό
Το κλίμα αλλάζει. Αυτό το τρομερό σενάριο αρχίζει σιγά σιγά να γίνεται αισθητό σε όλο τον κόσμο, με τους παγκόσμιους μέσους όρους θερμοκρασίας να αυξάνονται και τα κλιματικά πρότυπα να διαταράσσονται. Το πρόβλημα ξεκινά με τη συνεχή έγχυση διοξειδίου του άνθρακα (CO2 ) στην ατμόσφαιρα. Καθώς οι συγκεντρώσεις αυτού του αερίου του θερμοκηπίου αυξάνονται, ευνοείται η διάλυσή του στα επιφανειακά ύδατα και επομένως το ωκεάνιο-CO2 αυξάνεται επίσης. Αυτό προκαλεί το φαινόμενο της Οξίνωσης των Ωκεανών (ΟΑ), το οποίο δημιουργεί αποτελεσματικά ένα σκληρό περιβάλλον για τα περισσότερα θαλάσσια είδη, και αυτό έχει προκαλέσει αυξανόμενο ενδιαφέρον και ανησυχία όχι μόνο στην επιστημονική κοινότητα αλλά και στο ευρύ κοινό. P>
Παρά την εκτεταμένη έρευνα που διεξάγεται για τις άμεσες επιπτώσεις του αυξημένου CO2 – δηλαδή η έκθεση μιας μεμονωμένης γενιάς – μια σχετικά νέα προσέγγιση στην πειραματική οικολογία στοχεύει στην αξιολόγηση των βραχυπρόθεσμων έως μακροπρόθεσμων επιπτώσεων αυτού του στρεσογόνου παράγοντα σε πολλές γενιές. Καθώς ο εγκλιματισμός συμβαίνει σε μια γενιά, τα άτομα βιώνουν διαφορετικές φυσιολογικές αλλαγές και αλλαγές συμπεριφοράς που προκύπτουν ως απάντηση σε ένα στρεσογόνο περιβάλλον και οι οποίες στοχεύουν στη μεγιστοποίηση της ικανότητας του ατόμου να αντέξει ή να απομακρυνθεί από αυτές τις συνθήκες. Οι οργανισμοί μπορούν επίσης να επηρεάσουν αποτελεσματικά τις επόμενες γενιές μέσω της γονικής προετοιμασίας, η οποία περιλαμβάνει την κληρονομικότητα μη γενετικών χαρακτηριστικών από τους ενήλικες στους απογόνους τους. Αυτό είναι κάτι που έχει αποδειχθεί ότι οδηγεί σε σε μεγάλο βαθμό θετικά αποτελέσματα στην απόκριση των απογόνων, αλλά μπορεί επίσης να καταστήσει τις επόμενες γενιές πιο ευάλωτες σε αυτούς τους περιβαλλοντικούς στρεσογόνους παράγοντες.
Υπάρχουν ακόμη πολλά να μάθουμε σχετικά με τη δυνατότητα προσαρμογής των θαλάσσιων ειδών στη μακροπρόθεσμη κλιματική αλλαγή, και ιδιαίτερα στην οξίνιση των ωκεανών. Μια ομάδα που εξακολουθεί να είναι σαφώς ανεπαρκώς μελετημένη είναι η ομάδα των καρκινοειδών. Αυτό οφείλεται, εν μέρει, στην ιδέα ότι τα μαλακόστρακα -ιδίως αυτά που υπόκεινται σε καθημερινές περιβαλλοντικές παραλλαγές, όπως αυτές που γίνονται αισθητές στα παράκτια και στα παλιρροιακά οικοσυστήματα- είναι φυσικά πιο ανθεκτικά στις περιβαλλοντικές διακυμάνσεις. Υπάρχουν τώρα αρκετά παραδείγματα αρνητικών επιπτώσεων της ΟΑ σε μία μόνο γενιά σε αυτήν την ομάδα (π.χ. αλλαγές στην παραγωγή αυγών και την εμβρυϊκή ανάπτυξη, μείωση της επιβίωσης και της ανάπτυξης κ.λπ.), επομένως είναι πιθανό τα καρκινοειδή να είναι πολύ πιο ευάλωτα στην ΟΑ από ό,τι πιστεύαμε προηγουμένως.
Μέχρι σήμερα, λίγες μόνο μελέτες με σενάρια οξίνισης των ωκεανών έχουν επικεντρωθεί στις διαγενεακές και/ή πολλαπλές γενεές επιδράσεις σε είδη μαλακόστρακων, με τις περισσότερες από αυτές να πραγματοποιούνται σε κωπέποδα. Μια άλλη πολύ ενδιαφέρουσα ομάδα καρκινοειδών είναι αυτή των αμφίποδων (τάξη Amphipoda, Class Crustacea, γνωστή και ως «scuds»). Αυτή η ομάδα περιλαμβάνει πολυάριθμα και ιδιαίτερα διαφορετικά είδη, που εμφανίζονται σε όλο τον κόσμο σε πολύ διαφορετικά περιβάλλοντα και θεωρούνται βασικός κόμβος στους περισσότερους θαλάσσιους τροφικούς ιστούς, ειδικά σε βραχώδεις παράκτιες περιοχές. Ο ρόλος τους ως πρωταρχικός καταναλωτής φυκιών και οργανικών υπολειμμάτων, καθώς και ως θηρευτής μικρών ασπόνδυλων, και ως θήραμα για πολλά ψάρια, πτηνά και άλλα καρκινοειδή, τα καθιστά μια πολύ σημαντική οικολογικά υποομάδα.
Δεδομένου ότι οι διαταραχές στα βασικά είδη μπορούν να διαιωνιστούν σε κλιμακωτές οικολογικές επιπτώσεις, αναρωτηθήκαμε ποιες θα ήταν οι αρχικές, διαγενεακές αντιδράσεις ενός είδους αμφίποδα (ένα γαμμαρίδι, Gammarus locusta ), εκτεθειμένο σε ένα προβλεπόμενο σενάριο ΟΑ. Για την αντιμετώπιση πιθανών επιπτώσεων, μετρήσαμε τη συνολική επιβίωση και τα βασικά αναπαραγωγικά χαρακτηριστικά – όπως ο αριθμός ωαρίων, η διάρκεια των συμπεριφορών φύλαξης του συντρόφου που προβλέπει τη γονιμοποίηση των ωαρίων, η διάρκεια της εμβρυϊκής ανάπτυξης και ο αριθμός των ζωντανών νεαρών που βγαίνουν αποτελεσματικά από τα ωάρια τους και από το σακουλάκι γόνου της μητέρας τους – κατά τη διάρκεια δύο γενεών, από τη νεανική έως τη σεξουαλική ωριμότητα.
Συνοπτικά, βρήκαμε στοιχεία που υποδηλώνουν ότι, υπό προβλεπόμενες συνθήκες ΟΑ G. ακρίδα μπορεί να επηρεαστεί αρνητικά από το υψηλό CO2 . Αρχικά, οι γαμμαρίδες εμφάνισαν απότομη πτώση στην επιβίωση και αυξημένη παραγωγή αυγών – κάτι που υποδηλώνει μια πιθανή στρατηγική για τη μεγιστοποίηση των πιθανοτήτων επιβίωσης των απογόνων – μαζί με τη διακοπή της κανονικής διάρκειας των συμπεριφορών φύλαξης του συντρόφου.
Στη δεύτερη γενιά, η επιβίωση φαινόταν να ανακάμπτει σε σχεδόν φυσιολογικά επίπεδα, αλλά υπήρχαν στοιχεία για μια πιθανή αντιστάθμιση μεταξύ της αναπαραγωγικής ικανότητας και της επιβίωσης:μια σοβαρή πτώση στη γυναικεία επένδυση και κατά συνέπεια στη γονιμότητα εμφανίστηκε για την οξινισμένη γενεαλογία, παρά την αύξηση ποσοστά επιβίωσης. Αυτό θα μπορούσε να σηματοδοτήσει ότι G. ακρίδα καταφεύγει σε αλλαγές στην κανονική κατανομή ενέργειας στις βιολογικές της διεργασίες (όπως η αναπαραγωγή) όταν αντιμετωπίζει την ανάγκη να αντισταθμίσει τις σοβαρές επιπτώσεις της ΟΑ στην επιβίωσή της.
Στην πραγματικότητα, σε μια άλλη πρόσφατα δημοσιευμένη εργασία, ασχοληθήκαμε με τις μεταβολικές επιδράσεις αυτού του στρεσογόνου παράγοντα σε άτομα δεύτερης γενιάς και βρήκαμε στοιχεία για μεταβολική κατάθλιψη:σημαντική μείωση στους μεταβολικούς ρυθμούς, που έχει υποτεθεί ότι δρα ως ενισχυτικό για την επιβίωση στρατηγική; καθώς και μείωση τόσο του ποσοστού ανταπόκρισης όσο και της ταχύτητας απόκρισης των αρσενικών όταν παρουσιάζονται με άρωμα θηλυκών – κάτι που είναι απαραίτητο για τις αναπαραγωγικές συμπεριφορές των καρκινοειδών (δηλαδή τη θέση των κατάλληλων συντρόφων).
Ένα άλλο ενδιαφέρον αποτέλεσμα ήταν η παρουσία αρνητικών γονικών επιδράσεων για την πλειονότητα των αποτελεσμάτων της μελέτης:όταν οι απόγονοι ενηλίκων που αναπτύχθηκαν σε οξινισμένες συνθήκες ανατράφηκαν σε σημερινές συνθήκες, αυτοί θα παρουσίαζαν αποκρίσεις παρόμοιες με αυτές των γονέων τους, υποδηλώνοντας ότι η γονική προετοιμασία Στην πραγματικότητα, έπαιζε κάποιο ρόλο, ρυθμίζοντας τις αντιδράσεις των απογόνων με αρνητικό τρόπο.
Αν και αυτά τα αποτελέσματα είναι νέα και πολύ ενδιαφέροντα, δεν έχουν περαιτέρω δοκιμές προκειμένου να εξακριβωθεί η εγκυρότητα της προτεινόμενης αντιστάθμισης. Μπορούμε να το πετύχουμε αυτό μελετώντας αυτά και άλλα χαρακτηριστικά, σε μεγαλύτερο αριθμό γενεών, ώστε να μπορούμε να παρέχουμε καλύτερες εκτιμήσεις σχετικά με τις πιθανές επιπτώσεις της ΟΑ και τη δυνατότητα προσαρμογής σε αυτό το αμφίποδα είδος. Ωστόσο, αυτή η εργασία παρουσίασε μια καλή βάση για περαιτέρω έρευνα και τονίζουμε την ανάγκη να αυξηθούν οι ερευνητικές προσπάθειες σχετικά με τη μακροπρόθεσμη προσαρμογή στην κλιματική αλλαγή σε πιο σχετικά οικολογικά είδη, ειδικά στα καρκινοειδή.
Αυτά τα ευρήματα περιγράφονται στο άρθρο με τίτλο Διαγενεακές επιβλαβείς επιδράσεις της οξίνισης των ωκεανών στην αναπαραγωγική επιτυχία ενός θεμελιώδους καρκινοειδούς (Gammarus locusta), που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Marine Environmental Research. Αυτή η εργασία διεξήχθη από τους Francisco O. Borges, Cátia Figueiredo, Eduardo Sampaio, Rui Rosa και Tiago F. Grilo από το Universidade de Lisboa.
Αναφορά
- Francisco O. Borges, Eduardo Sampaio, Cátia Figueiredo, Rui Rosa, Tiago F. Grilo, Διαταραχή που προκαλείται από υπερκαπνία της ανίχνευσης συντρόφου σε μεγάλες αποστάσεις και μείωση της ενεργειακής δαπάνης σε παράκτιο καρκινοειδές, Φυσιολογία και Συμπεριφορά195, , 2018, Σελίδες 69-75, ISSN 0031-9384, https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0031938418305407.
