Выбросы углекислого газа (CO2) влияют не только на климат, но и на наши моря и океаны. Четверть всего CO2, выбрасываемого в атмосферу, поглощается океанами. Оказавшись там, CO2 превращается в угольную кислоту, делая воду более кислой. Предыдущие исследования показали, что морские виды и экосистемы могут пострадать в закисленной среде.
Хотя причина чувствительности была видна в физиологических процессах, механизмы оставались неясными. Ученые из университетов Гетеборга (GU) и Киля (CAU), а также Центра океанографических исследований Гельмгольца GEOMAR в Киле и Института Альфреда Вегенера, Центра полярных и морских исследований им.
Гельмгольца (AWI) обнаружили, что закисление океана приводит к снижению скорости пищеварения. у личинок экологически важного зеленого морского ежа Strongylocentrotus droebachiensis. Результаты опубликованы в международном журнале Nature Climate Change.
Доктор. Мейке Штумпп, бывшая аспирантка GEOMAR и Кильского университета и первый автор исследования, использовала новые методы pH-микроэлектрода и разработала новые методы анализа во время своего постдока в Университете Гетеборга для исследования пищеварения и пищеварительных ферментов у личинок.
Она показала, что когда личинки подвергаются воздействию подкисленной морской воды, пищеварение длится дольше и менее эффективно. «Мои измерения продемонстрировали очень сильную зависимость от pH», — объясняет Штумпп. «Ферменты в желудке морских ежей оптимизированы для работы при очень высоком pH, что отличается от ситуации у млекопитающих, где pH желудка кислый, а ферменты лучше всего работают при низком pH."
Подвергаясь имитации подкисления океана, личинки изо всех сил стараются поддерживать высокий уровень pH в желудке. «Энергетические требования для поддержания повышенного pH в желудке», — говорит д-р.
Мариан Ху, соавтор исследования. Используя методы окрашивания антител, Ху обнаружил высокую концентрацию клеток, регулирующих pH, которые покрывают внутреннюю поверхность желудка. Такие клетки обычно потребляют много энергии.
Эксперименты по культивированию и испытания кормления показали, что для компенсации снижения эффективности пищеварения личинки питаются больше.
«В то время как более ранние исследования в основном были сосредоточены на понимании кальцификации в условиях подкисления, другие жизненно важные процессы, такие как пищеварение и регулирование pH желудочного сока, игнорировались», — говорит Мейке Штумпп. "Теперь мы можем продемонстрировать, что они заслуживают гораздо большего внимания.«« Все жизненные процессы запускаются или контролируются ферментами.
Они являются ключом к пониманию функций и реакций организмов и, наконец, экосистем в меняющемся мире ", — сказал ученый AWI доктор. Рейнхард Саборовски добавляет.
«Если организмы не в состоянии компенсировать дополнительные затраты, вызванные закислением океана, потребляя больше, они страдают от негативных последствий в виде замедления роста и фертильности и, в крайних случаях, смерти», — сказал доктор. Сэм Дюпон указывает.
Исследователь из Гетеборгского университета является старшим автором исследования.
Исследователи из Германии и Швеции потратили несколько лет на разработку своих методов. «Изучать пищеварение у личинок непросто, поскольку их длина составляет лишь пятую часть миллиметра», — признает Дюпон. «Но теперь мы можем проанализировать этот важный процесс и получить представление о том, как личинки морского ежа могут отреагировать на будущие условия жизни."