Musslor är populära skaldjur i norra Tyskland. Musslor i sina blåsvarta skal, finns i tidvattenområdena i kustzonerna. Som många varelser i haven, som skyddar sig med ett kalkhaltigt skal från rovdjur, musslor är hotade av den ökande försurningen av havsvatten som orsakas av upptag av ytterligare koldioxid från atmosfären som löses i havsvatten. Musslor är mycket känsliga för en sänkning av pH i tidiga livsstadier. En viktig orsak till detta är den enorma förkalkningshastigheten i larvstadiet:mellan den första och andra levnadsdagen bildar de ett förkalkat skal, vilket motsvarar vikten av resten av kroppen. Denna process studeras av forskare från Kiel och publiceras i den internationella tidskriften Naturkommunikation .

"För första gången, vi använde två olika metoder för att förstå förkalkningen av en till två dagar gamla skalade larver för att uppskatta deras känslighet för klimatförändringar", förklarar Kirti Ramesh, första författare till studien och doktorand i ekofysiologigruppen vid GEOMAR och vid Integrated School on Ocean Sciences (ISOS) i Cluster of Excellence "The Future Ocean". "Med hjälp av fluorescerande färgämnen och specialiserade mikroskopitekniker, vi kunde spåra avsättningen av kalciumkarbonat i levande larver och visa att kalciumkarbonat inte bildas intracellulärt, som tidigare trott. Det är mer troligt att kalcium förvärvas direkt från havsvattnet och transporteras till skalet via specifika transportproteiner. Sedan, mycket nära skalet, bildandet av kalciumkarbonat äger rum", förklarar Kirti Ramesh.

I det andra steget, teamet studerade de abiotiska förhållandena direkt under skalet. Med små mikroelektroder av glas, kalcium, pH och karbonat mättes i larver som bara mätte en tiondels millimeter. "För första gången, vi har kunnat visa att mussellarverna kan öka pH och karbonatkoncentrationen under skalet, vilket sedan leder till högre förkalkningshastigheter ", förklarar Dr Frank Melzner, Chef för arbetsgruppen för ekofysiologi på GEOMAR. "Dock, med ökande försurning, pH-värdena under skalet minskar också, vilket leder till minskade förkalkningshastigheter och, vid mycket höga CO2-koncentrationer, skalupplösning och ökad dödlighet inträffar", "Melzner fortsätter. Men, det är intressant, att skalen löses endast vid mycket låga pH-värden. Detta tyder på att organiska beståndsdelar i larvmusselskalet bidrar till upplösningsmotstånd.

"Med dessa resultat, vi kan fastställa ett direkt samband mellan förkalkningshastigheten för musslor och karbonatkemin i havsvattnet, " förklarar prof. Dr. Markus Bleich, Chef för det fysiologiska institutet vid Kiel universitet. Enligt Bleich, Anledningen till den höga känsligheten hos mussellarver för försurning är den begränsade jonregleringsförmågan hos mussellarverna.

Vad kommer härnäst? "Vi kommer att använda genetiska och proteomiska metoder för att undersöka vilka proteiner som spelar en roll i transporten av kalcium och karbonat, och vilka organiska ämnen i skalet som ökar deras upplösningsmotstånd. Fynd från vårt laboratorium visar att vissa musselpopulationer, speciellt från Östersjön, är mer toleranta mot havsförsurning. "Vi tror att nyckeln till ökad resistens hos musselskal mot upplösning ligger i variationen av organiska skalbeståndsdelar", säger Melzner. Mer toleranta befolkningar kan äntligen bli vinnarna av klimatförändringarna.