Copepoder är bland de viktigaste organismerna i havet. De millimetersmå djuren är föda för många fiskarter och är därför av central betydelse för livet i havet. Marinbiologer fruktar att klimatförändringar kan påverka de små kräftdjuren i framtiden – och att detta kan decimera den viktigaste födokällan för fiskar och många andra marina djur.

Ett team från GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel, University of Connecticut och University of Vermont har därför undersökt för första gången mer i detalj om copepoder genetiskt kan anpassa sig till förändrade livsvillkor under evolutionens gång. Därvid har de tagit hänsyn till både effekten av högre vattentemperaturer och havsförsurning. Arbetet i den amerikansk-tyska gruppen är speciellt eftersom den var en av de första som exponerade marina djur för flera stressfaktorer i labbet.

Resultaten, nyligen publicerade i Proceedings of the National Academy of Sciences , är försiktigt optimistiska. Teamet, ledd av professor Dr Reid Brennan, marin ekolog vid GEOMAR, och professor Dr Melissa Pespeni från University of Vermont, fann genom detaljerad genetisk analys att de små kräftdjuren verkligen kan anpassa sig till de nya förhållandena under loppet av cirka 25 generationer — vilket motsvarar en period på drygt ett år, eftersom flera generationer kräftdjur kan mogna på ett år vid måttliga vattentemperaturer.

Forskarna fann att när vattentemperaturen stiger och förhållandena blir surare, blir genvarianter vanliga i copepodernas arvsmassa som resulterar i att djuren bättre kan stå emot miljöstress. "Dessa mekanismer hjälper bland annat till att säkerställa att copepods ägg utvecklas ordentligt trots ogynnsamma miljöförhållanden och att viktiga metaboliska processer fortsätter", säger Reid Brennan.

Flera stressfaktorer förstärker effekten

I sin studie undersökte teamet först hur havsuppvärmning och havsförsurning påverkar djuren på egen hand; och för det andra hur de två interagerar. Jämförelsen visade att uppvärmning har betydligt större effekt än försurning. Det betyder att under varmare förhållanden reagerar betydligt fler gener och varianter skiftar i frekvens. Effekten var ännu större när forskarna utsatte copepoderna för både stressfaktorer – uppvärmning och försurning. Experterna gjorde en oroande upptäckt:Man kunde ha förväntat sig att under kombinerad värme och sur stress skulle de gener som reagerar på värme och de som reagerar på försurning förändras, det vill säga att de två helt enkelt skulle läggas ihop. I själva verket reagerade dock en hel rad andra gener under dubbel stress. För copepoder betyder det att metabol stress fortsätter att öka och att det sannolikt blir ännu svårare att anpassa sig.

"Resultaten visar oss också att vi har svårt att bedöma hur organismer kommer att reagera på en allt mer föränderlig havsmiljö när flera stressfaktorer interagerar", säger Reid Brennan.

"Även om vi vet hur individuella stressfaktorer fungerar, kommer det att bli utmanande att förutsäga hur organismen kommer att reagera när till exempel syre- eller näringsbrist läggs till mixen", säger Melissa Pespeni. "Ett plus ett är inte alltid lika med två när det gäller globala förändringsstressfaktorer."

Detta kan vara särskilt problematiskt för organismer som inte kan föröka sig och anpassa sig till förändrade miljöförhållanden lika snabbt som copepoder. För att lära dig mer om den osäkra framtiden för marina djur kommer ytterligare experiment att följa där andra stressfaktorer kommer att undersökas.

Denna forskning följer upp en tidigare studie publicerad av samma team, ledd av professor Dr. Hans Dam från University of Connecticut, som visar att djur anpassar sig snabbt, men med begränsad kapacitet, till havsuppvärmning och försurning. + Utforska vidare

Havets liv kan anpassa sig till klimatförändringarna, men med dolda kostnader