Powszechny, aw niektórych miejscach nawet gwałtowny spadek poziomu tlenu w środowisku morskim stanowi zagrożenie dla gatunków wrażliwych - tendencja ta będzie się utrzymywać wraz z dalszymi zmianami klimatycznymi. Sam fakt, że ocieplenie oceanów powoduje utratę tlenu, nie jest zaskoczeniem dla naukowców, ale skala tego spadku wymaga pilnych działań, tak wielkie są konsekwencje dla ekosystemów morskich.
Cokolwiek robią - chowają się przed drapieżnikami, trawią pokarm i tak dalej - wszystkie organizmy potrzebują tlenu. Jednak ostatnie badania pokazują, że zdobycie tego ważnego elementu dla życia morskiego staje się coraz trudniejsze.
Poziom tlenu w oceanach gwałtownie spadł w ciągu ostatniej dekady, a alarmujący trend jest powiązany ze zmianami klimatycznymi - wyjaśnia Andreas Oschlies, oceanograf z Centrum Badań Oceanicznych im. Helmholtza w Kilonii w Niemczech, którego zespół śledzi poziom tlenu w oceanach na całym świecie. „Byliśmy zdumieni, jak dramatyczna jest ta zmiana, jak szybko spada poziom tlenu i jak wielki jest wpływ na ekosystemy morskie” - mówi przerażony.
Sam w sobie fakt, że wraz z ociepleniem oceanów traci tlen, naukowcy nie są zaskoczeni, ale skala tego spadku wymaga pilnych działań, ostrzega Oshlis. Ostatnie badania pokazują, że poziom tlenu w niektórych regionach tropikalnych spadł o 40% w ciągu ostatnich 50 lat. W innych miejscach ubytek był mniej drastyczny - średni poziom tlenu na świecie spadł o 2%.
Jednak zwierzęta morskie - zarówno duże, jak i mikroskopijne - reagują nawet na subtelne zmiany poziomu tlenu, przechodząc do wyższych poziomów tlenu lub zmieniając zachowanie, jak odkryli Oshlis i współpracownicy. W wyniku tych dostosowań behawioralnych zwierzęta mogą stać się ofiarą nowych drapieżników lub lądować na obszarach ubogich w żywność. Zmiana klimatu już teraz stwarza poważne problemy dla życia morskiego - na przykład utlenianie środowiska - ale odtlenienie lub utrata tlenu są najbardziej dotkliwe dla mieszkańców mórz, wyjaśnia Oshlis. W końcu każdy musi oddychać, mówi.
Sieć pokarmowa to ogromny problem
Gdy ocean się nagrzewa, traci tlen z dwóch powodów: po pierwsze, im cieplejsza ciecz, tym mniej gazu może pomieścić. Dlatego właśnie napoje gazowane szybciej wypalają się na słońcu, wyjaśnia Oshlis. Po drugie, gdy topi się polarny lód morski, na powierzchni tworzy się warstwa stopionej wody, która różni się swoimi właściwościami od zimniejszych i bardziej słonych wód na głębokości. Jest to rodzaj „osłony”, która zapobiega mieszaniu się przez prądy wód powierzchniowych z głębokimi. A ponieważ tlen dostaje się do tego siedliska przez powierzchnię - bezpośrednio z atmosfery lub z żyjącego na powierzchni fitoplanktonu - im słabsze jest mieszanie, tym mniej wnika w głąb.
Film promocyjny:
Niektóre obszary przybrzeżne po obu stronach równika są naturalnie „gorącymi punktami” o niskiej zawartości tlenu, ponieważ ich wody, w których kwitną algi, zużywają tlen do rozkładu martwej materii, są bogate w składniki odżywcze. Jednak zmiany w innych ekosystemach, w tym na otwartym oceanie i wokół biegunów, są szczególnie alarmujące dla Oshlisa i jego współpracowników, ponieważ regiony te nigdy nie były uważane za wrażliwe. Prognozy klimatyczne na przyszłość mają tendencję do niedoszacowywania strat tlenu, ale już są one w pełnym rozkwicie, donoszą Oshlis i współpracownicy w Nature. I to jest kolejny powód, dla którego rozwój wydarzeń wymaga szczególnej uwagi - ostrzega.
Jak wynika z raportu Science Advance z grudnia 2018 roku, nawet niewielki spadek bezpośrednio wpływa na zachowanie zooplanktonu w słupie wody - najmniejszych organizmów, które stanowią dolne ogniwo łańcucha pokarmowego. „Są bardzo wrażliwi” - wyjaśnia Karen Wishner, oceanograf z University of Rhode Island. Przyznaje, że nawet bardziej niż oczekiwano. Niektóre gatunki nurkują głębiej w chłodniejszych, natlenionych wodach. „Ale w pewnym momencie po prostu nie mogą wejść głębiej” - zauważa. Im głębiej i zimniej, tym trudniej jest zbierać paszę i rozmnażać się. Zooplankton i ryby, które zjadają go same, karmią szeroką gamę drapieżników, takich jak kalmary i wieloryby, więc ich zachowanie i stan nieuchronnie wpłyną na cały łańcuch pokarmowy.
Oprócz zakłóceń w sieci pokarmowej zwierzęta napotykają inne problemy fizjologiczne, gdy przyzwyczajają się do obniżenia poziomu tlenu. Na przykład chińskie krewetki w wodzie ubogiej w tlen zaczynają słabiej poruszać ogonami, aby oszczędzać energię. To sprawia, że tracą mobilność i zręczność - wynika z ostatnich badań nad fizjologią organizmów morskich i słodkowodnych, opublikowanych w zeszłym miesiącu. Ponadto, gdy poziom tlenu spada, samce zaczynają wytwarzać mniej ruchliwych plemników - a ta awaria nigdy nie zostanie naprawiona w kolejnych pokoleniach, nawet jeśli poziom tlenu wróci do normy, odnotowano w czasopiśmie Nature Communications w 2016 roku.
W środowiskach ubogich w tlen mogą mieć wpływ na podstawowe funkcje sensoryczne, takie jak wzrok i słuch, mówi Lillian McCormick, absolwentka Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego. Z jej wstępnych danych wynika, że nawet niewielki spadek zawartości tlenu prowadzi do pogorszenia widzenia wielu gatunków zooplanktonu. (Nawiasem mówiąc, to samo dzieje się z ludźmi na dużych wysokościach: tracą widzenie w nocy i gorzej rozróżniają kolory). Wiele gatunków zooplanktonu opiera się na wizualnych wskazówkach, aby poruszać się po kolumnie wody i unikać drapieżników, więc jeśli stracą wzrok, nie będą już ich łapać i staną się bardziej wrażliwe - wyjaśnia.
Niektóre stworzenia są bardziej tolerancyjne na niski poziom tlenu, na przykład meduzy. Ale skutki odtlenienia będą odczuwalne przez wszystkie zwierzęta, które potrzebują tlenu, bez wyjątku, powiedział Brad Seibel, oceanograf z University of South Florida. On i Wischner pracowali razem nad niedawnym badaniem zooplanktonu. „Każdy spadek poziomu tlenu zmniejszy witalność i płodność” - zauważa.
Zmniejszenie powierzchni
W miarę kurczenia się regionów bogatych w tlen, siedliska ryb komercyjnych - takich jak tuńczyk, który łowi 42 miliardy dolarów rocznie - również się zmniejszą, zmuszając je do migracji na nowe granice. W północno-wschodnim tropikalnym Atlantyku siedlisko tuńczyka - a wraz z nim skala połowów - spadło o 15% w latach 1960-2010.
Rybołówstwo przybrzeżne będzie zagrożone przez spływ rolniczy, który przyspiesza zakwit glonów. Późniejszy rozkład pochłania ogromne ilości tlenu, proces, który obserwowaliśmy już w Zatoce Meksykańskiej w pobliżu ujścia Missisipi. Niektóre gatunki ryb oddalają się od tych „martwych stref” w poszukiwaniu stref bogatych w tlen, bliżej granic ich naturalnego zasięgu. To zatłoczenie ułatwia rybakom, ale stwarza fałszywe poczucie dostatku. Na dłuższą metę nic dobrego z tego nie wyniknie, przewiduje Seibel.
Aby rozwiązać globalny problem niedoboru tlenu, Oshlis pomógł zorganizować międzynarodową konferencję w Kilonii we wrześniu ubiegłego roku. Uczestnicy podpisali zaimprowizowany dokument zwany Deklaracją Kilońską w sprawie odtlenienia oceanów w celu zwrócenia uwagi wszystkich państw, Organizacji Narodów Zjednoczonych i opinii publicznej oraz wezwania do pilnych działań. Sygnatariusze chcą, aby rządy i organizacje międzynarodowe podjęły poważniejsze kroki w celu spowolnienia zmian klimatycznych i zmniejszenia zanieczyszczenia ściekami przybrzeżnymi, co pogłębia spadek poziomu tlenu. Naukowcy wzorowali nową deklarację na modelu Deklaracji Monako z 2008 roku, która, zdaniem Oshlisa, kiedyś uświadomiła wielu ludziom wagę problemu zakwaszenia oceanów.
„Powinno to być ostrzeżeniem dla opinii publicznej oraz różnych rządów i organizacji międzynarodowych, że jest to ważna kwestia” - wyjaśnia Wischner. W sumie deklarację podpisało ponad 300 naukowców z około 30 krajów. Seibel, jeden z sygnatariuszy, mówi bez ogródek: „Myślę, że przyszłość jest najsmutniejsza”.
Laura Poppick
