人为碳排放使海洋生物面临灭顶之灾

酸性海水会损坏蜗牛壳。

海洋学家早就警告说，二氧化碳排放量的增加会使世界海洋变得更加酸性，并威胁海洋生物。在浩瀚的海洋中，这些担忧中的绝大多数似乎都是理论上的。直到最近，研究人员发现酸化的海水正在溶解美国沿海1500公里长的小贝壳。科学家预测，这种损害至少有一半与人为排放有关。

这项研究的负责人、西雅图国家海洋和大气管理局(NOAA)的生物海洋学家尼娜·贝德纳？谢埃克说，我对受伤的“绝对空间范围”感到惊讶。研究人员发现，蜗牛可以显示出对腐蚀性海水的抵抗力，所以“这是我们以前没有预料到的事情。”科学家还表示，随着排放的继续，情况可能会恶化，随着海洋食物链的分解，那些以翼足类为食的生物也处于危险之中。

预计海洋将吸收三分之一的人为二氧化碳排放。这将有助于减缓全球变暖，但也会引发化学反应，降低海洋的酸碱度。目前，表层海水的平均酸碱度约为8.1——自工业革命开始以来，酸度增加了30%，而研究人员预测，如果二氧化碳排放量保持在目前的水平，到2100年，这个数值将为7.8。

实验室研究发现，腐蚀性更强的海水会伤害海洋生物的卵和幼体，甚至溶解无脊椎动物的外壳。然而，尚不清楚这种溶解是否在海洋中进行过。想知道吗，贝德纳？谢埃克和他的同事研究了有翼的脚类动物，海螺，因其有翼的身体部位而被昵称为海蝶。它们主要集中在从加拿大不列颠哥伦比亚延伸到加利福尼亚的加利福尼亚洋流生态系统中。

研究人员沿着洋流从17个地点收集了1000多种微小的软体动物，这些地点距离海洋上部不到100米？？一个螺旋蝇属的样本。电子显微镜分析显示，38%的正常光滑贝壳显示出严重溶解的迹象。研究人员在《皇家学会杂志》在线发表了这份报告？谢埃克提到，损坏的贝壳被蚀刻或凹陷，它们的钙晶体结构类似于花椰菜。

众所周知，加利福尼亚洋流是海洋酸化的危险区域。沿着大规模南流的风推动了更深、更冷的海水的广泛的沿海上升流，这种海水自然比表层海水酸性更强。然而，有许多生物能够很好地适应这种充满挑战的环境。"我对如此严重的损害感到有点惊讶，但也许我不该如此。"加拿大渔业和海洋部的退休生物海洋学家大卫·麦卡斯说。

美国国家海洋与大气管理局的研究小组表示，海水的人工酸化似乎解释了该模型的意外结果，这可能有助于他们预测过去和未来的壳体损坏。研究人员发现，外壳损坏的数量与海水腐蚀直接相关。基于过去的海洋状况数据，科学家推测了工业时代之前的海洋状况。因此，工业化前的海洋酸化可能已经威胁到了这些地点约18%的加利福尼亚现有翼龙的生存，而人为的海洋酸化已经使影响加倍。分析结果表明，未来的问题将更加严重。此外，在相对较浅和腐蚀性极强的地区，损坏率将从目前的53%上升到2050年的71%。

尽管这个模型充满了假设的结果，英国南极调查局的生物海洋学家杰兰特·塔灵认为它是“有效的”。然而，仍然有许多重要的问题。一个是外壳损伤如何影响翼足类种群，以及这些生物是否能够最终适应。先前的研究表明，受伤的外壳使翼手目动物更难抵抗感染、维持新陈代谢活动、对抗捕食者或控制浮力。

但是塔林说，他的实验室研究表明，蜗牛有时可以“从内部修复它们的壳”，他提到，需要做更多的工作来完全理解溶解和死亡之间的关系。美国国家海洋与大气管理局的研究小组还没有研究过这种机制，但是相关的论文报告称，没有证据表明这些翼足动物进化出了“修复能力”。它们是西海岸渔场的主要食物来源。

这个领域将很快需要更深入的观察。研究人员正忙于探索其他水域的翼手目动物的命运，包括大西洋的缅因湾，以了解这些海洋蝴蝶如何应对日益严酷的栖息地。(张张)

中国科学新闻(2014-05-12第三版国际版)