Bilden visar skillnaden i tjocklek mellan två exemplar av pteropoden Limacina helicina, en samlad i mer försurade kustvatten, den andra insamlad utanför kusten, som analyserades som en del av en ny studie publicerad i Science Reports. Kredit:Lisette Mekkes, Naturalis Biodiversity Center; används med tillstånd.
Skalade pteropoder, mikroskopiska frisimmande havssniglar, anses allmänt som indikatorer för havsförsurning eftersom forskning har visat att deras ömtåliga skal är känsliga för ökande havssyra.
En ny studie, publiceras i tidskriften Vetenskapliga rapporter , visar att pteropoder som provades utanför Washingtons och Oregons kuster gjorde tunnare skal än de i offshore-vatten. Längs med kusten, uppströmning från djupare vattenlager ger kyla, koldioxidrikt vatten med relativt lågt pH till ytan. Forskningen, av ett team av holländska och amerikanska forskare, fann att skalen från pteropoder som samlades in i denna uppväxtregion var 37 procent tunnare än de som samlades in till havs.
Kallas ibland havsfjärilar på grund av hur de verkar flaxa med sina "vingar" när de simmar genom vattenpelaren, fettrika pteropoder är en viktig födokälla för organismer som sträcker sig från annan plankton till ung lax till valar. De gör skal genom att fixera kalciumkarbonat i havsvatten för att bilda ett exoskelett.
"Det verkar som att pteropoder gör tunnare skal där uppströmning för vatten som är kallare och lägre i pH till ytan, " sa huvudförfattaren Lisette Mekkes från Naturalis Biodiversity Centres och University of Amsterdam i Nederländerna. Mekkes tillade att även om vissa skal också visade tecken på upplösning, förändringen i skaltjockleken var särskilt uttalad, som visar att försurat vatten störde pteropoders förmåga att bygga sina skal.
Forskarna undersökte skal av pteropoder som samlades in under 2016 års NOAA Ocean Acidification Program forskningskryssning i norra Kaliforniens nuvarande ekosystem ombord på NOAA-fartyget Ronald H. Brown. Skaltjockleken på 80 av de små varelserna - inte större än huvudet på en nål - analyserades med hjälp av 3D-skanningar som tillhandahålls av datortomografi i mikronskala, en högupplöst röntgenteknik. Forskarna undersökte också skalen med ett svepelektronmikroskop för att bedöma om tunnare skal var ett resultat av upplösning. De använde också DNA-analys för att säkerställa att de undersökta exemplaren tillhörde en enda population.
"Pteropodskal skyddar mot predation och infektion, men att göra tunnare skal kan också vara en anpassnings- eller acklimatiseringsstrategi, sa Katja Peijnenburg, gruppledare på Naturalis Biodiversity Center. "Dock, en viktig fråga är hur länge kan pteropoder fortsätta att göra tunnare skal i snabbt försurande vatten?"
Kaliforniens nuvarande ekosystem längs västkusten är särskilt känsligt för havsförsurning eftersom det inte bara absorberar koldioxid från atmosfären, men badas också av säsongsbetonad uppströmning av koldioxidrikt vatten från djuphavet. Under de senaste åren har dessa vatten blivit alltmer frätande till följd av de ökande mängderna koldioxid i atmosfären som absorberas i havet.
Den här närbilden av två pteropoder av arten Limacina helicina ger en känsla av hur ömtåliga karbonatskalen på de små havssnäckorna är. Kredit:NOAA Ocean Acidification Program
"Vår forskning visar att inom två till tre månader, Pteropoder som transporteras med strömmar från det öppna havet till mer frätande kustnära vatten har svårt att bygga sina skal, sa Nina Bednarsek, en forskare från Southern California Coastal Water Research Project i Costa Mesa, Kalifornien, en medförfattare till studien.
Under de senaste två och ett halvt århundradena, forskare säger, det globala havet har absorberat cirka 620 miljarder ton koldioxid från utsläpp som släpps ut i atmosfären genom förbränning av fossila bränslen, förändringar i markanvändning, och cementproduktion, resulterar i en process som kallas havsförsurning.
"Den nya forskningen ger grunden för att förstå hur pteropoder och andra mikroskopiska organismer aktivt påverkas av fortskridande havsförsurning och hur dessa förändringar kan påverka den globala kolcykeln och ekologiska samhällen, sa Richard Feely, NOAA Pacific Marine Environmental Laboratory och chefsforskare för kryssningen.
