Jordens atmosfär upprätthåller en konstant nivå av syre, oavsett om det är en vintrig, regnig dag eller varm sommar. Över havet varierar syrehalterna enormt mellan olika platser och över tid. Ibland ändras syrenivåerna inom loppet av en dag, medan syrehalterna i vissa djupa delar av havet förblir konstanta. På vissa ställen finns det inget syre alls men livet frodas fortfarande.
Marina arter reagerar på syrebortfall i havet (minskningen av syrenivåerna i havsvatten) olika beroende på var de bor. Med hav som hotas av klimatförändringar och föroreningar, som båda bidrar till deoxygenering, löper vissa marina arter större risk än andra.
Som marin ekolog forskar jag om hur förändringar i syretillgången påverkar marina djurs motståndskraft mot klimatförändringar. Mina studier visar att kustnära marina arter som utsätts för den dagliga variationen av syre är mer motståndskraftiga mot toppar i deoxygenering än varelser som lever i djupet som är anpassade till konsekventa syrenivåer.
För kustnära varelser som bläckfisk, havsstjärnor eller krabbor som lever i sjögräs, kelpskogar eller mangrove, är det dagliga livet en syreberg-och dalbana. Under dagen utlöses fotosyntes av alger och växter av solljuset och producerar en enorm mängd syre. Detta leder till syreövermättnad, ett tillstånd där så mycket syre produceras att syrebubblor släpps ut i vattnet.
Kustnära ekosystem som sjögräs, kelp, koraller och mangrover bidrar till att ge en buffert till syreborttagning eftersom denna övermättnad ökar ämnesomsättningen av det marina livet som lever där – med mer tillgängligt syre kan djur producera mer energi och lättare klara av lätt syreminskning.
På natten, utan solljus, fotosyntetiseras inte kustalger och växter. Istället tar de in syre genom andningsprocessen – precis som djur andas, andas växternas löv och tar syre in i sina celler. Så djur där utsätts dagligen för en miljö med låg syrehalt.
Dessa marina djur har utvecklats för att klara av fluktuerande nivåer av högt och lågt syre i havsvatten genom att utnyttja syreövermättnad under dagen för att skydda sig mot stigande temperaturer och föroreningar. Sedan, under natten när syre är ont om, övergår de till andra anaeroba metabolismprocesser som jäsning – precis som våra muskler producerar mjölksyra under intensiv anaerob träning. Rovkrabbor, till exempel, jagar aktivt i mangroveskogar under natten med mycket begränsat syre.
Men kustnära djur anpassade till kortvarig syrebrist klarar sig inte bra med långa perioder utan mycket syre. Så problem uppstår när dagliga fluktuationer av syre störs av global uppvärmning och föroreningar orsakade av människor, vilket gör att syrefattiga förhållanden kvarstår i dagar eller veckor. För sjöborrar gör detta att de går långsammare och har mindre förmåga att fly från rovdjur. För andra djur kan detta resultera i långsammare utfodringshastigheter eller minskad tillväxt.
På djup mellan 200 och 1500 meter, i vad som kallas "syreminimumszonen", är syre på den lägsta nivån av mättnad. Här är vissa djuphavsdjur, särskilt fiskar, väl anpassade till dessa extremt syrefattiga förhållanden. Även om dessa fiskar inte kommer att påverkas direkt av deoxygenering eftersom de redan trivs i denna livsmiljö, är det mer troligt att deoxygenation kommer att expandera denna lågsyrezon, vilket potentiellt påverkar fiskar i närheten som inte kan tolerera ytterligare deoxygenering.
I avgrunden, på mer än 3000 meters djup, är djuren vana vid att leva under förhållanden där syrehalten aldrig fluktuerar. Solljus når aldrig de djupaste delarna av havsbotten och fotosyntes kan därför inte ske. Här drar havsströmmar ner en konstant tillförsel av syre men klimatförändringarna påverkar dynamiken i dessa strömmar.
Även den minsta minskning av syrehalten kan vara katastrofal för det marina livet här. I vissa scenarier kan djuphavsbrytning frigöra stora mängder organiskt material från sedimentet. Detta kan reagera med allt tillgängligt syre och tömma det ytterligare, vilket resulterar i att levande varelser dör.
På vissa platser, inklusive Röda havet, sprudlar mycket salta saltvattenpooler eller undervattenssjöar på havsbotten av liv, trots att det inte finns något syre. Bakterier, krabbor, musslor och ålliknande fiskar har utvecklats i dessa syrefattiga hav och kommer inte att påverkas alls av ytterligare deoxygenering.
Över hela havet kan deoxygenering förvärra andra hot som havsförsurning (minskningen av havets pH) eller plötsliga ökningar och minskningar av salthalten. Tillsammans kan dessa förändringar vara dödliga för marina arter som överlever under mycket specifika förhållanden.
Så ihållande syrefattiga förhållanden kommer att utgöra olika hotnivåer för djur i olika livsmiljöer. Kustmiljöer som producerar syre, som sjögräsbäddar, måste skyddas och återställas. Havsströmmen som för syre ner till djuphavet är också viktig, och det bästa sättet att bevara det är att bromsa den globala uppvärmningen så snabbt som möjligt.
Tillhandahålls av The Conversation
Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln. 
