Morské ježky majú problémy s trávením v kyslej vode
Zvyšujúce sa prekyslenie oceánov ohrozuje existenciu mnohých malých morských tvorov. Pre mikroorganizmy, ako je planktón, ale aj koraly, je čoraz ťažšie vytvárať vápenaté škrupiny v kyslých podmienkach. Teraz sa ukazuje, že morských ježkov tiež prudko zasahuje kyslá voda na žalúdku.
Okyslenie oceánov brzdí rast organizmov tvoriacich vápencovú škrupinu, ako sú riasy a planktón, mušle, slimáky, morské ježky a koraly.
Tento zvedavý človek bol na Mesiaci prvýkrát takmer pred 45 rokmi, je zaneprázdnený prípravou prvého letu s ľudskou posádkou na našu susednú planétu Mars. Moria tohto sveta, oceány, sú však stále do veľkej miery prázdnymi miestami v oblasti výskumu a objavovania ľudí. Procesy, ktoré sa dejú neviditeľne vo vlhkých hĺbkach oceánov, majú pre život na zemi veľký význam. Oceány ako gigantické takzvané „výlevky“ absorbujú štvrtinu oxidu uhličitého produkovaného ľuďmi. Pomáhajú tak spomaliť zmenu podnebia, ktorá by bez tohto prírodného zásobníka oxidu uhličitého nastala oveľa rýchlejšie a intenzívnejšie.
Reč je o skutočne veľkom množstve skleníkových plynov: od začiatku priemyselnej revolúcie v polovici 19. storočia ľudia vyhodili do atmosféry okolo 440 miliárd ton oxidu uhličitého jednoduchým spaľovaním fosílnych palív ako uhlie, zemný plyn a ropa. To zodpovedá nákladnému vlaku naloženému tekutým oxidom uhličitým trikrát a polkrát na Mesiac a späť. Prvý muž na Mesiaci, Neil Armstrong, mohol práve kráčať na Mesiac v tomto nákladnom vlaku bez rakety Apollo.
Okysľovanie oceánov ohrozuje námorný potravinový reťazec
Týchto viac ako 110 miliárd ton oxidu uhličitého, ktoré sa doteraz ľudskými aktivitami dostalo do oceánov modrej planéty, mení kyslosť, hodnotu pH vody: Stáva sa kyslejšou, pretože oxid uhličitý v mori reaguje na kyselinu uhličitú. Už skôr sa vedelo, že toto prekyslenie oceánov predstavuje nebezpečenstvo pre veľké i malé tvory, ktoré si z vápna stavajú mušle a kostry. Kvôli tomuto okysľovaniu oceánov je vo vode k dispozícii menej uhličitanových iónov.
To je presne to, čo pre svoj rast potrebujú organizmy tvoriace lipovú škrupinu, ako sú riasy a planktón, mušle, slimáky, morské ježky a koraly. Mnoho z týchto drobných morských tvorov, ako je planktón, sa nachádza na dne morského potravinového reťazca. Problém, ktorý môže v budúcnosti vážne narušiť výživu ľudí.
Kyslá voda zasahuje morské ježky do žalúdka
Vedci zo Švédska z univerzity v Göteborgu a Nemecka - tu z Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) a z GEOMAR Helmholtzovho centra pre výskum oceánov v Kieli - teraz zistili, že prekyslenie oceánov vyžaduje ešte viac nemých obyvateľov ako oni Stres z ťažkej tvorby vápnitého vodného kameňa v dôsledku nižšej hodnoty pH v mori. Na príklade ekologicky dôležitého zeleného morského ježka s jazykom sa krútiacim botanickým názvom Strongylocentrotus droebachiensis dokázali, že kyslá voda týmto morským tvorom doslova zasahuje do žalúdkov: ťažko trávia jedlo.
Zelení morskí ježkovia sú malé stravovacie automaty
Larvy pluteusu zeleného morského ježka sú malé, približne 0,3 mm dlhé „stravovacie stroje“, ktoré sa živia riasami v planktóne niekoľko týždňov predtým, ako podstúpia metamorfózu a začnú svoj život na morskom dne. Nedávno vyšlo najavo, že larvy pluteus rastú pomalšie a v okyslenej morskej vode spotrebúvajú viac energie.
„Moje merania ukázali, že trávenie veľmi závisí od hodnoty pH,“ vysvetľuje Dr. Meike Stumpp, ktorá ako postdoktor na univerzite v Göteborgu vyvinula novú testovaciu metódu na skúmanie trávenia a tráviacich enzýmov lariev tohto morského ježka. „Enzýmy v žalúdkoch morských ježkov fungujú optimálne pri vysokých hodnotách pH. Toto jasne odlišuje tieto organizmy od cicavcov, ktorých žalúdočná tekutina je kyslá a ktorých enzýmy fungujú najlepšie pri nízkych hodnotách pH. ““
Trávenie trvá dlhšie a je menej účinné
Výsledky, ktoré sú teraz zverejnené v medzinárodnom časopise Nature Climate Change, sú jasné: trávenie trvá dlhšie a je menej účinné, keď larvy žijú v okyslenej morskej vode. „V okyslenej vode museli larvy zhromaždiť viac energie, aby udržali vysokú hodnotu pH v žalúdku,“ hovorí Dr. Marian Hu pevne. Spoluautor štúdie použil metódy farbenia protilátok na preukázanie vysokej koncentrácie regulačných buniek pH na vnútornom povrchu žalúdka.
Hľadanie práce pre technikov
Kultúrne experimenty a experimenty s kŕmením ukázali, že larvy jedia podstatne viac, aby kompenzovali zníženú účinnosť trávenia. „Ak organizmy nemôžu uspokojiť dodatočné energetické požiadavky vyplývajúce z okysľovania oceánov príjmom potravy, môžu sa zhoršovať alebo byť menej plodné. V extrémnych prípadoch zomierajú, “zdôrazňuje Dr. Sam Dupont z univerzity v Göteborgu, hlavný autor štúdie.
„Vzrušujúce časy pre interdisciplinárny morský výskum“
„Pretože predchádzajúce štúdie sa zameriavali predovšetkým na pochopenie tvorby vápnika, boli zanedbané ďalšie dôležité procesy, ako je trávenie a regulácia hodnoty pH v žalúdku,“ hovorí Meike Stumpp. „Teraz môžeme ukázať, že si zaslúžia oveľa viac pozornosti.“
„Tieto štúdie ukazujú, že naše chápanie toho, ako fungujú počiatočné fázy života aj tých najbežnejších morských organizmov, je ešte len v začiatkoch,“ zhŕňa profesor Frank Melzner, ktorý vedie pracovnú skupinu pre ekofyziológiu v spoločnosti GEOMAR v Kieli. „Vzrušujúce časy pre interdisciplinárny morský výskum.“
Detlef Stoller, inžinier a autor tohto článku, napísal na túto tému aj ekotriler. Úvod do knihy nájdete tu.