ΑΥΞΗΣΗ ΤΗΣ ΟΞΥΤΗΤΑΣ ΤΩΝ ΩΚΕΑΝΩΝ

Αιτία καταστροφικής αλλαγής της συμπεριφοράς θαλάσσιων ειδών

Ορισμένα ψάρια, όπως τα πορτοκαλί με λευκές λωρίδες «ψάρια - κλόουν», ζουν όλη την ενήλικη ζωή τους μέσα στα προστατευτικά πλοκάμια μιας συγκεκριμένης θαλάσσιας ανεμώνης, σε κάποιο κοραλλιογενή ύφαλο. Ομως, μεταξύ της γέννησης και της ενηλικίωσής τους, τα ψάρια πρέπει να πραγματοποιήσουν ένα επικίνδυνο ταξίδι. Μετά την εκκόλαψη, η προνύμφη - μια μικροσκοπική εν μέρει σχηματοποιημένη εκδοχή του ενήλικου ψαριού - κολυμπάει έξω από τον ύφαλο προς την ανοιχτή θάλασσα, για να ολοκληρώσει την ανάπτυξή της, μακριά από την πληθώρα των θηρευτών του υφάλου. Υστερα από ωρίμανση 11 έως 14 ημερών, το μικρό ψαράκι ταξιδεύει πίσω στον ύφαλο για να επιλέξει την ανεμώνη που θα γίνει το σπίτι του. Στη διαδρομή αυτή πρέπει να διασχίσει ένα ...τείχος από στόματα, που παραμονεύουν για να το καταβροχθίσουν.
Η αίσθηση της όσφρησης στηρίζεται στην ανίχνευση και αναγνώριση χημικών μορίων που βρίσκονται διαλυμένα μέσα στο νερό. Είναι το κύριο μέσο με το οποίο τα θηράματα αποφεύγουν τους θηρευτές. Ακόμη και μια μικρή αλλαγή στη χημεία του ωκεανού μπορεί να εκτροχιάσει αυτό το λεπτεπίλεπτο μηχανισμό επιβίωσης. Οι επιστήμονες άρχισαν να διερωτώνται τι θα συμβεί όταν αυξηθεί αρκετά η οξύτητα του νερού των ωκεανών, διαδικασία που είναι σε εξέλιξη καθώς οι ωκεανοί απορροφούν όλο και περισσότερο διοξείδιο του άνθρακα από την ατμόσφαιρα, εξαιτίας της αυξημένης συγκέντρωσής του σε αυτή.

Στο στόμα του «λύκου»

Το 2010, η Ντανιέλ Ντίξον και οι συνάδελφοί της στο Πανεπιστήμιο του Ντέλαγουερ έκαναν ένα πείραμα με 300 προνύμφες ψαριών - κλόουν, σε δεξαμενή με θαλασσινό νερό. Οταν εισήγαγαν τη μυρωδιά ενός φιλικού ψαριού, τα μικροσκοπικά ψαράκια δεν αντιδρούσαν, αλλά όταν εισήγαγαν τη μυρωδιά ενός θηρευτή, κολυμπούσαν μακριά. Επανέλαβαν το πείραμα με 300 ψαράκια από τους ίδιους γονείς, αλλά αυτή τη φορά ρύθμισαν την οξύτητα του νερού στο επίπεδο που αναμένεται να είναι το 2100 σε ορισμένες θάλασσες, αν συνεχιστούν οι σημερινές τάσεις αύξησης του διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα και της συνεπακόλουθης οξύτητας του νερού στους ωκεανούς. Τα ψαράκια αναπτύχθηκαν μεν κανονικά, αλλά απολύτως κανένα δεν απέφυγε τη μυρωδιά του θηρευτή. Στην πραγματικότητα μάλιστα προτιμούσαν να κολυμπήσουν προς αυτή, παρά μακριά της. Οταν οι ερευνητές έβαλαν και τις δύο μυρωδιές ταυτόχρονα, τα ψαράκια δεν μπορούσαν να αποφασίσουν προς τα πού να πάνε και μοιράστηκαν μισά - μισά. Διαπιστώθηκε ότι τα ψάρια δεν είχαν χάσει την αίσθηση της όσφρησης. Μπορούσαν να ανιχνεύσουν τα χημικά σήματα, αλλά δεν μπορούσαν να αναγνωρίσουν το νόημα των σημάτων αυτών. Το ότι τα ψαράκια κολυμπούσαν κατευθείαν προς το θάνατο ήταν απρόσμενο και ανησύχησε τους επιστήμονες.
Τα ζώα στο φυσικό κόσμο έχουν τρία έμφυτα θεμελιακά ένστικτα στη ζωή τους: Να βρίσκουν τροφή, να αναπαράγονται και να μη γίνονται τροφή για άλλα ζώα κατά τη διαδικασία αναζήτησης τροφής και αναπαραγωγής. Σε μέρη όπως οι κοραλλιογενείς ύφαλοι, όπου θηρευτές και θηράματα ζουν κοντά - κοντά σε ένα σύνθετο ενδιαίτημα, η φυσική επιλογή ευνοεί ισχυρά τα είδη που αποφεύγουν τους θηρευτές. Κάθε διατάραξη αυτής της ικανότητας θα ήταν καταστροφική για ολόκληρο το οικοσύστημα.

Φυσιολογία

Αν η οξίνιση του νερού των θαλασσών παρεμβαίνει στην αίσθηση της όσφρησης, ίσως να έχει επιπτώσεις και σε άλλες αισθήσεις και συμπεριφορές. Η σύγχυση και ο αποπροσανατολισμός είναι ένας ακόμη παράγοντας κινδύνου για είδη ψαριών που ήδη ταλαιπωρούνται από την αύξηση της θερμοκρασίας του νερού, την υπεραλίευση και την αλλαγή των διαθέσιμων ειδών τροφής. Αν πολλά θαλάσσια είδη αρχίσουν να συμπεριφέρονται ανώμαλα, τότε ολόκληρες τροφικές αλυσίδες, μοτίβα μετανάστευσης και οικοσυστήματα μπορεί να καταρρεύσουν. Από την έναρξη της βιομηχανικής επανάστασης, η ατμοσφαιρική συγκέντρωση του διοξειδίου του άνθρακα ανέβηκε από 280 μέρη στο εκατομμύριο (ppm), σε κάτι παραπάνω από 400 ppm σήμερα. Θα ήταν πολύ μεγαλύτερη αν δεν υπήρχαν οι ωκεανοί, που απορροφούν το 30% έως 40% του CO₂ που εισάγεται στην ατμόσφαιρα. Ως αποτέλεσμα, τα επιφανειακά νερά είναι κατά 30% πιο όξινα σήμερα, συγκριτικά με το τέλος του 19ου αιώνα, αλλά αν οι σημερινές τάσεις συνεχιστούν έως το τέλος του 21ου αιώνα, θα είναι κατά 150% πιο όξινα συγκριτικά με τότε. Το CO₂ στο νερό διασπά τον ασβεστίτη και τον αραγωνίτη, τα δύο κύρια δομικά υλικά του κελύφους και του εξωσκελετού διαφόρων θαλάσσιων ειδών. Τα όστρακα, οι αχινοί και το πλαγκτόν που καλλιέργησαν επιστήμονες σε δεξαμενές με υψηλά επίπεδα διοξειδίου του άνθρακα, ανέπτυξαν ημιτελή ή παραμορφωμένα κελύφη και εξωσκελετούς. Επιστήμονες στο παρελθόν εκτίμησαν ότι τα ψάρια και άλλα θαλάσσια είδη χωρίς κέλυφος, μπορεί να γλιτώσουν από την οξίνιση του νερού των ωκεανών, επειδή έχουν εξαιρετική ικανότητα να ρυθμίζουν την εσωτερική τους χημεία, αυξάνοντας ή μειώνοντας μέσα στον οργανισμό τους τα διττανθρακικά ιόντα και τα ιόντα χλωρίου. Αυτές οι μελέτες είχαν ασχοληθεί αποκλειστικά με τη φυσιολογία, αν δηλαδή ένα ζώο μπορεί να επιβιώσει σε νερό αυξημένης οξύτητας. Αλλά η διατήρηση φυσιολογικών λειτουργιών, όπως η ικανότητα αναζήτησης τροφής, και η αποφυγή του κινδύνου είναι διαφορετική υπόθεση.

Ακούν αλλά κωφεύουν

Παραπέρα μελέτες με ψάρια - κλόουν έδωσαν στοιχεία ότι υπάρχει γενικότερη αλλοίωση της συμπεριφοράς τους εξαιτίας της αυξημένης οξύτητας του νερού. Κανονικά τα ψαράκια όταν ωριμάσουν κατευθύνονται στον ύφαλο τη νύχτα, που ο κίνδυνος είναι μικρότερος. Μέσα στο σκοτάδι και σε νερά που δεν έχουν ορόσημα ικανά να τα οδηγήσουν, αξιοποιούν την ακοή τους. Οι ερευνητές υπέβαλαν τα πειραματόζωα ψάρια - κλόουν σε ήχους που συναντώνται στον ύφαλο τη μέρα και όπως ήταν αναμενόμενο τα ψάρια κατά τα τρία τέταρτα του χρόνου έμεναν μακριά από αυτούς τους ήχους, που σηματοδοτούν ενδεχόμενο κίνδυνο. Οταν, όμως, επανέλαβαν το πείραμα με ψαράκια που είχαν μεγαλώσει σε 60% πιο όξινο περιβάλλον, κάτι περισσότερο από τα μισά φάνηκαν να ελκύονται από το θόρυβο αυτό. Επαναλήψεις με οξύτητα αυξημένη κατά 100%, όπως αναμένεται το 2050 και κατά 150%, όπως αναμένεται το 2100, αύξησαν το ποσοστό προσέλκυσης στο θόρυβο στο 60%. Ξεχωριστά τεστ έδειξαν ότι τα ψάρια που είχαν μεγαλώσει σε πιο όξινα νερά δεν είχαν καμία απώλεια ακοής. Είχαν χάσει όμως την ικανότητα να αναγνωρίζουν τη σημασία που είχε ο θόρυβος αυτός. Οι ερευνητές εξέτασαν και την επίδραση στην αναζήτηση τροφής. Σε πείραμα με καρχαρίες, στους οποίους αρέσουν πάρα πολύ τα καλαμάρια, διαπιστώθηκε ότι όσοι είχαν τοποθετηθεί σε δεξαμενή με κανονικό νερό και σε δεξαμενή με νερό οξύτητας επιπέδου 2050 προσελκύονταν από τη μυρωδιά του καλαμαριού, κολυμπώντας το 60% του χρόνου μέσα σε αυτή. Ομως, οι καρχαρίες σε νερό οξύτητας επιπέδου 2100, απέφευγαν τη μυρωδιά της αγαπημένης τους τροφής, μένοντας κοντά της μόνο κατά το 15% του χρόνου. Και τα δαγκώματα κοντά στο σημείο εισόδου της μυρωδιάς των καλαμαριών στη δεξαμενή που έκανε αυτή η ομάδα καρχαριών, ήταν τρεις φορές λιγότερα απ' ό,τι των καρχαριών στο κανονικό νερό. Καθώς οι καρχαρίες βρίσκονται στην κορυφή των θαλάσσιων οικοσυστημάτων, η μεγάλη οξίνιση των ωκεανών θα αποτελέσει απειλή τόσο γι' αυτά τα ζώα, όσο και για ολόκληρα τα οικοσυστήματα.

Εκεί που ο τολμών δεν νικά

Σε άλλα πειράματα αποδείχτηκε πως άλλα είδη ψαριών γίνονταν πιο τολμηρά σε όξινα νερά, φτάνοντας μέχρι και το 100% των ψαριών να ελκύονται από τη μυρωδιά του θηρευτή τους, αντί να την αποφεύγουν. Εκείνα που είχαν εκτεθεί σε νερό οξύτητας 2100, ήταν 9 φορές πιο πιθανό να φαγωθούν από τους εχθρούς τους. Θαλάσσια σαλιγκάρια της Χιλής, όταν τοποθετούνταν σε 50% πιο όξινο νερό, γαντζώνονταν λιγότερο δυνατά στα βράχια, με αποτέλεσμα να παρασύρονται από τα κύματα, ενώ εκείνα που εκτέθηκαν σε ακόμη πιο όξινο νερό αντί να αποφεύγουν τα καβούρια - θηρευτές τους, στρέφονταν προς το μέρος τους. Οι επιστήμονες έχουν διατυπώσει αρκετές, διαφορετικές μεταξύ τους, εξηγήσεις για το πώς η οξύτητα του νερού επηρεάζει τη συμπεριφορά των θαλάσσιων ειδών, αλλά προς το παρόν δεν υπάρχει κάποια ερμηνεία που να καλύπτει όλες τις πειραματικές διαπιστώσεις και να εξηγεί το φαινόμενο πλήρως. Οι ίδιοι οι ερευνητές που έκαναν τις μελέτες έχουν επίγνωση ότι υπέβαλαν τα θαλάσσια είδη σε απότομη αλλαγή της οξύτητας του νερού που ζουν και αναγνωρίζουν ότι πρέπει να διερευνηθεί η πιθανότητα μια πιο σταδιακή έκθεσή τους να τους επιτρέψει να εγκλιματιστούν ή ακόμη και να προσαρμοστούν. Πάντως, η παρατήρηση ψαριών γύρω από ωκεάνιες υδροθερμικές πηγές, απ' όπου αναβλύζουν αέρια πλούσια σε διοξείδιο του άνθρακα, έδειξε την ίδια προσέλκυση προς τη μυρωδιά των θηρευτών που είχε παρατηρηθεί στα ψάρια του ίδιου είδους στο εργαστήριο και τη συγκριτικά τολμηρότερη συμπεριφορά τους απέναντι στους θηρευτές.

Επιμέλεια:
Σταύρος ΞΕΝΙΚΟΥΔΑΚΗΣ
Πηγή: «Scientific American»