Squid are at the center of the ocean ecosystem—nearly all animals are eating or eaten by squid," says WHOI biologist T. Aran Mooney, a co-author of the study. "So if anything happens to these guys, it has repercussions down the food chain and up the food chain."
Research suggests that ocean acidification and its repercussions are the new norm. The world's oceans have been steadily acidifying for the past hundred and fifty years, fueled by rising levels of carbon dioxide (CO2) in the atmosphere. Seawater absorbs some of this CO2,turning it into carbonic acid and other chemical byproducts that lower the pH of the water and make it more acidic. As CO2 levels continue to rise, the ocean's acidity is projected to rise too, potentially affecting ocean-dwelling species in ways that researchers are still working to understand.
Mooney and his colleagues—lead author Max Kaplan, then an undergraduate student from the University of St. Andrews in the U.K. and now a WHOI graduate student, and WHOI scientists Daniel McCorkle and Anne Cohen—decided to study the impact of acidifying seawater on squid. Over the summer of 2011, Mooney and Kaplan gathered male and female Atlantic longfin squid (Loligo pealeii) from the waters of Vineyard Sound and transported them to a holding tank in the WHOI Environmental Systems Laboratory. When these squid mated and the females laid their egg capsules—each of which can contain 200 to 300 fertilized eggs—the researchers transferred some of the capsules to one of two smaller tanks filled with Vineyard Sound seawater.
These two smaller tanks represented two environments: today's ocean, and the more acidic oceans of the future. One was continuously exposed to air pumped in from outside, to simulate the ocean's current interaction with the atmosphere. The other received air enriched with higher CO2 levels that made the seawater about three times more acidic, a level of acidity that models predict will be widespread a hundred years from now.
The researchers watched as the eggs hatched and the squid began to develop in each of the two tanks, and measured their time to hatching, body length and other parameters as they grew.
"Amazingly, we found effects or changes in all those parameters," Mooney says. "Animals raised in high CO2 took longer to develop, which is a big deal when you're basically this egg mass on the bottom of the ocean and fish can just pop along and eat you."
Squid reared in more acidic seawater were also 5 percent smaller on average, the team reports, and they developed smaller and misshapen statoliths, which are organs made of carbonate crystals that enable the squid to orient themselves while swimming. Earlier work has shown that squid with malformed statoliths may swim in circles or swim poorly, which leaves them likely to die when they can't escape predators or catch their prey.
Squid that grew up in more acidic seawater formed statoliths with a disorganized, degraded crystal structure, Mooney says.
"That means the animal probably had a challenging time laying down those crystals," he says. "It doesn't look like they can do that in a very orderly or standard fashion in high CO2 because the acidified conditions keep dissolving the calcium carbonate as the animals are trying to lay it down."
The results suggest that squid are vulnerable to the acidic conditions that higher CO2 levels create, and may face greater challenges to survival as the ocean acidifies than researchers anticipated.
"The fact that we found an impact in everything we measured was pretty astounding," Mooney says. "That means that squid, this keystone species, might be really impacted by the environment that we're changing, and that's going to have ramifications down the line."
Those ramifications could include significant changes to the ocean ecosystem, where squid play a vital role, as well as economic losses. Squid are a key food source for many commercially important fish, including tuna and hake, and are themselves a valuable commodity: In 2011 alone, U.S. fishermen harvested more than 300 million pounds of squid with a value of more than $100 million.
Mooney and his colleagues are planning additional studies to better understand how squid may fare in changing ocean conditions. Future experiments may look at a range of different levels of acidity, to determine which levels squid can and can't tolerate, and at the effects of temperature changes, as seawater is also expected to warm in the coming century. The researchers also hope to observe and measure behavioral differences in squid reared in more acidic seawater to form a clearer picture of how the animals' lives may shift as the ocean around them changes.
ปลาหมึกเป็นศูนย์กลางของมหาสมุทรระบบนิเวศ-เกือบทั้งหมดสัตว์จะกินหรือกินปลาหมึก "WHOI ชีววิทยา T. อารัน Mooney, ผู้เขียนร่วมของการศึกษากล่าวว่า." ดังนั้นถ้ามีอะไรเกิดขึ้นกับคนเหล่านี้ก็มีผลกระทบลง ห่วงโซ่อาหารและห่วงโซ่อาหาร. " การวิจัยแสดงให้เห็นว่ากรดในมหาสมุทรและผลกระทบของมันเป็นบรรทัดฐานใหม่. มหาสมุทรของโลกที่ได้รับการอย่างต่อเนื่อง acidifying สำหรับที่ผ่านมาร้อยห้าสิบปีที่ผ่านมาสาเหตุมาจากระดับที่เพิ่มขึ้นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ใน บรรยากาศ. น้ำทะเลดูดซับบางส่วนของ CO2 นี้เปลี่ยนมันเป็นกรดคาร์บอและสารเคมีอื่น ๆ ที่มีค่า pH ต่ำของน้ำและทำให้มันมีความเป็นกรดมากขึ้น. เป็นระดับ CO2 ยังคงเพิ่มขึ้น, ความเป็นกรดของมหาสมุทรเป็นที่คาดการณ์ว่าจะเพิ่มขึ้นมากเกินไปอาจส่งผลกระทบต่อมหาสมุทร ชนิด -dwelling ในวิธีการที่นักวิจัยยังคงทำงานที่จะเข้าใจMooney และเพื่อนร่วมงานนำผู้เขียนของเขาแม็กซ์แคปแลนแล้วนักศึกษาระดับปริญญาตรีจากมหาวิทยาลัยเซนต์แอนดในสหราชอาณาจักรและตอนนี้นักศึกษาบัณฑิต WHOI และนักวิทยาศาสตร์ WHOI แดเนียลและ McCorkle แอนน์โคเฮนตัดสินใจที่จะศึกษาผลกระทบของฝนกรดน้ำทะเลปลาหมึก ในช่วงฤดูร้อนของปี 2011, Mooney และ Kaplan รวมชายและหญิงปลาหมึก longfin แอตแลนติก (Loligo pealeii) จากน่านน้ำของไร่องุ่นเสียงและพาพวกเขาไปยังถังถือในห้องปฏิบัติการ WHOI ระบบสิ่งแวดล้อม เมื่อปลาหมึกเหล่านี้แต่งงานแล้วและหญิงที่วางแคปซูลแต่ละไข่ของพวกเขาซึ่งจะมี 200 ถึง 300 เพาะไข่-นักวิจัยโอนบางส่วนของแคปซูลให้เป็นหนึ่งในสองถังขนาดเล็กที่เต็มไปด้วยน้ำทะเลไร่องุ่นเสียงเหล่านี้สองถังขนาดเล็กเป็นตัวแทนของสองสภาพแวดล้อม: มหาสมุทรของวันนี้และมหาสมุทรที่เป็นกรดมากขึ้นในอนาคต ใครได้สัมผัสอย่างต่อเนื่องเพื่อสูบในอากาศจากภายนอกเพื่อจำลองการทำงานร่วมกันในปัจจุบันของมหาสมุทรกับบรรยากาศ อากาศที่ได้รับอื่น ๆ อุดมไปด้วยระดับ CO2 สูงที่ทำให้น้ำทะเลประมาณสามครั้งเป็นกรดมากขึ้นระดับความเป็นกรดว่ารูปแบบคาดการณ์จะเป็นที่แพร่หลายร้อยปีนับจากนี้นักวิจัยได้ดูเป็นไข่ฟักและปลาหมึกเริ่มพัฒนาในแต่ละ ของทั้งสองถังและวัดเวลาของพวกเขาในการฟักไข่, ความยาวลำตัวและพารามิเตอร์อื่น ๆ ที่พวกเขาเติบโต"น่าประหลาดใจที่เราพบว่าผลกระทบหรือการเปลี่ยนแปลงในทุกพารามิเตอร์เหล่านั้น" Mooney กล่าวว่า "สัตว์เลี้ยงใน CO2 สูงใช้เวลานานในการพัฒนาซึ่งเป็นเรื่องใหญ่เมื่อคุณอยู่โดยทั่วไปมวลไข่นี้ที่ด้านล่างของท้องทะเลและปลาก็สามารถปรากฏพร้อมและกินคุณ." ปลาหมึกเลี้ยงในน้ำทะเลเป็นกรดมากขึ้นนั้นยังมี 5 ร้อยละขนาดเล็กโดยเฉลี่ยรายงานทีมและพวกเขาพัฒนา statoliths ขนาดเล็กและผิดรูปซึ่งเป็นอวัยวะที่ทำจากผลึกคาร์บอเนตที่ช่วยให้ปลาหมึกที่จะปรับทิศทางของตัวเองในขณะที่ว่ายน้ำ การทำงานก่อนหน้านี้ได้แสดงให้เห็นว่าปลาหมึกมี statoliths ไม่ถูกต้องอาจจะว่ายน้ำในวงการหรือว่ายน้ำไม่ดีซึ่งจะทำให้พวกเขามีแนวโน้มที่จะตายเมื่อพวกเขาไม่สามารถหลบหนีการไล่ล่าหรือจับเหยื่อของพวกเขาปลาหมึกที่เติบโตขึ้นมาในที่เป็นกรดมากขึ้นน้ำทะเลที่เกิดขึ้น statoliths กับระเบียบ, การสลายตัว โครงสร้างผลึก, Mooney กล่าวว่า"นั่นหมายความว่าสัตว์ที่อาจจะมีเวลาที่ท้าทายวางผลึกเหล่านั้น" เขากล่าว "มันไม่ได้มีลักษณะเหมือนพวกเขาสามารถทำในแฟชั่นมากเป็นระเบียบหรือมาตรฐานในการ CO2 สูงเนื่องจากภาวะกรดให้ละลายแคลเซียมคาร์บอเนตเป็นสัตว์กำลังพยายามที่จะวางมันลง." ผลที่ได้ชี้ให้เห็นว่าปลาหมึกมีความเสี่ยงที่จะ สภาพที่เป็นกรดที่ระดับ CO2 สูงสร้างและอาจเผชิญกับความท้าทายมากขึ้นเพื่อความอยู่รอดเป็นมหาสมุทร acidifies กว่านักวิจัยคาดว่า"ความจริงที่ว่าเราพบว่าผลกระทบในทุกสิ่งที่เราวัดเป็นที่น่าประหลาดใจสวย" Mooney กล่าวว่า "นั่นหมายความว่าปลาหมึกหลักสำคัญชนิดนี้อาจได้รับผลกระทบจริงๆโดยสภาพแวดล้อมที่เรากำลังจะเปลี่ยนและที่จะมีเครือข่ายลงเส้น." เครือข่ายเหล่านั้นอาจรวมถึงการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในระบบนิเวศทางทะเลที่ปลาหมึกเล่นที่สำคัญ บทบาทเช่นเดียวกับการสูญเสียทางเศรษฐกิจ ปลาหมึกเป็นแหล่งอาหารที่สำคัญสำหรับหลายปลาที่สำคัญในเชิงพาณิชย์รวมทั้งปลาทูน่าและเฮคและเป็นตัวสินค้าที่มีคุณค่า: ใน 2011 เพียงอย่างเดียวชาวประมงสหรัฐเก็บเกี่ยวมากกว่า 300 ล้านปอนด์ของปลาหมึกที่มีมูลค่ามากกว่า $ 100,000,000 Mooney และของเขา เพื่อนร่วมงานมีการวางแผนการศึกษาเพิ่มเติมเพื่อทำความเข้าใจวิธีปลาหมึกอาจค่าโดยสารในการเปลี่ยนแปลงเงื่อนไขในมหาสมุทร การทดลองในอนาคตอาจมีลักษณะที่หลากหลายของระดับที่แตกต่างกันของความเป็นกรดเพื่อระบุระดับปลาหมึกสามารถและไม่สามารถทนต่อและที่ผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่เป็นน้ำทะเลที่คาดว่ายังให้ความอบอุ่นในศตวรรษที่ผ่านมา นักวิจัยยังหวังที่จะสังเกตและวัดความแตกต่างในพฤติกรรมปลาหมึกเลี้ยงในน้ำทะเลเป็นกรดมากขึ้นในรูปแบบภาพที่ชัดเจนของวิธีชีวิตของสัตว์ที่อาจเปลี่ยนเป็นทะเลรอบ ๆ พวกเขามีการเปลี่ยนแปลง
การแปล กรุณารอสักครู่..