Kāpēc klimata pārmaiņas drīz drīkst padarīt jūras aļģes vairs nekaitīgas

Pieredze strauji palielinās, ka okeāna paskābināšanās un paaugstināta temperatūra radīs katastrofālas sekas jūras organismiem un ekosistēmām. Patiesībā mēs to jau esam liecinieki. Koraļļu rifi ir balināšana, bet gliemeži un citi kalcifizējoši jūras organismi cīnās, lai izveidotu čaumalas, svarus un skeletus, un nepilngadīgie jūras dzīvnieki pat cīnās, lai virzītos uz piemērotiem biotopiem.

Tomēr tiek prognozēts, ka daudzi primārie ražotāji, tostarp jūras aļģes, attīstīsies skābajos okeānos nākotnē, jo tie izmanto CO₂ no jūras ūdens, lai ražotu enerģiju ar fotosintēzi.

Cilvēki ir ēduši jūraszāles desmitiem tūkstošu gadu garumā, un mūsdienās miljardu cilvēku uzturs, īpaši Āzijā, balstās uz kultivētām jūras aļģēm. Tomēr, kaut arī nākotnes okeāna apstākļi var uzlabot audzēto jūraszāļu ražu, mēs nezinām, kā klimata pārmaiņas ietekmēs jūras aļģu uzturvielu saturu. Lai to izpētītu, mēs nesen izpētījām, kā jūru saturu jūras aļģēs ietekmēs nākotnes klimata pārmaiņu scenāriji.

Jūras aļģes ir viens no labākajiem dabiskajiem joda avotiem, un šis būtiskais minerāls organismā tiek izmantots vairogdziedzera hormonu veidošanai. Bet gan pārāk daudz, gan pārāk maz joda var mainīt ķermeņa vairogdziedzera darbību. Ja klimata pārmaiņas ietekmēs joda daudzumu jūras aļģēs, cilvēki - un citi dzīvnieki -, kas uz to balstās kā viņu uztura sastāvdaļa, var ciest nopietnas veselības problēmas.

Acid okeānu izveide

Šim nesen publicētajam pētījumam mēs modelējām pašreizējos un nākotnes okeāna paskābināšanas apstākļus laboratorijas un āra apstākļos. Lai veiktu āra eksperimentus, mēs ieslēdzām jūras ūdeni būros, kas izgatavoti no ļoti maziem linuma acu polietilēna tīkliem, lai varētu manipulēt tādus vides apstākļus kā CO as un temperatūra, kā arī uzraudzīt reakcijas, kamēr visi citi vides apstākļi palika tādi paši kā dabiskā vide.

Mēs izmantojām trīs brūnaļģu sugas - Saccharina japonica, Undaria pinnatifida, un Macrocystis pyrifera - kā arī piekrastes jūraszāles Ulva pertusa, Ulva intestinalis, Gracilaria lemaneiformis, un Gracilaria chouae, pētniecībai. Izņemot M. pyrifera šīs jūras aļģes plaši patērē cilvēki visā pasaulē - piemēram, suši, zupas un velsiešu delikatesē. M. pyrifera tika izvēlēts, jo tas ir labākais jūras bezmugurkaulnieku pārtikas avots, piemēram, jūras ieroči un abalone, ko novāc zivsaimniecības nozare.

Tāda veida okeāna paskābināšanas pētījumos okeanogrāfi pārrauga CO₂ daļējo spiedienu jūras ūdenī. Šis skaitlis atspoguļo izšķīdušā CO₂ daudzumu, ko mēra kā miljonu daļu (vai µatm), un ir rādītājs, kā okeāni ir skābi. Klimata pārmaiņu starpvaldību padome prognozē, ka turpmākā CO₂ okeānos līdz 2100. gadam palielināsies vairāk nekā divas reizes - pieaugot no pašreizējiem 400 µatm līdz 1000 µatm - ja netiks veikti pasākumi pret klimata pārmaiņām.

Mēs radījām šos nākotnes okeāna paskābināšanas apstākļus, pūšot CO₂ burbuļus jūras ūdenī un mērot µatm. Pēc tam astoņos klimata scenārijos laboratorijā palielinājām jūraszāles un divus klimata scenārijus šajā jomā. Tie svārstījās no pašreizējiem CO₂ līmeņiem un temperatūras līdz turpmākai okeāna paskābināšanai un paaugstinātiem temperatūras scenārijiem.

Jods un jūras veltes

Mēs noskaidrojām, ka jūras aļģes, kas audzētas apstākļos, kas sekoja nākotnes okeāna paskābināšanas prognozēm, uzkrājās vairāk joda nekā jūras aļģes, kas audzētas mūsdienu apstākļos. Tomēr mūsu pārbaudītajos scenārijos paaugstināta temperatūra nebija tik svarīga kā okeāna paskābināšanās, izraisot joda uzkrāšanos jūras aļģēs. Tas nozīmē, ka, kamēr mēs sagaidām, ka nākotnes klimata pārmaiņu rezultātā palielināsies ļoti svarīgas pārtikas ražas, palielināsies arī joda līmenis, kas ietekmēs cilvēka uzturu.

Mēs arī izsekojām paaugstinātu joda saturu no jūras aļģēm līdz patērētājiem. Jūras aļģu, piemēram, zivju un vēžveidīgo, dabiskie patērētāji ir arī bagātīgs joda avots cilvēkiem. Izmantojot āra barošanas eksperimentu, mēs pārbaudījām jūras aļģu patēriņu turpmākajos okeāna paskābināšanas apstākļos uz ēdamajiem gliemjiem, abalone (Haliotis disks). Mēs atklājām, ka pēc tam, kad ir ēstas jūras aļģes ar paaugstinātu joda koncentrāciju, čaulgliemju audos palielinājās joda koncentrācija. Turklāt mēs redzējām, ka vairogdziedzera hormonu koncentrācija vēžveidīgo audos samazinājās. Tas liecina, ka okeāna paskābināšanās ietekmē jūras produktu kvalitāti, mainot būtiskas minerālvielas koncentrāciju, kas ietekmē patērētājus.

Pastāv risks, ka, mainoties pasaules klimatam, cilvēki, kas ēd jūraszāles kā viņu uztura sastāvdaļu, var patērēt pārāk daudz joda, kas var izraisīt plašu veselības problēmu klāstu. Tā kā jūras aļģes un vēžveidīgie ir milzīgu cilvēku uzturvērtības pamatā visā pasaulē, ir būtiski saprast, kā mainīsies jūras produktu joda saturs pasaules klimata pārmaiņu laikā. Šo informāciju, piemēram, var izmantot Pasaules Veselības organizācija, lai sniegtu ieteikumus par atbilstošu jūras aļģu patēriņa līmeni, lai uzturētu pietiekamu dienas devu jodā.

Šis raksts sākotnēji tika publicēts Georgijas Brennana, Dong Xu un Naihao Ye sarunā. Lasiet oriģinālo rakstu šeit.