紐卡斯爾大學的海洋生物學家馬可·福西 (MARCO FUSI) 解釋說,從海岸到深海,氧氣水平的變化會以多種方式影響生命。
無論是冬天、下雨天或炎熱的夏天,地球大氣層都保持恆定的氧氣含量。在大洋彼岸,氧氣濃度在不同地點和時間上有巨大差異。
有時,氧氣含量在一天之內會發生變化,而在海洋的某些深處,氧氣濃度卻保持不變。在某些地方根本沒有氧氣,但生命仍然繁衍生息。
海洋物種對海洋脫氧(海水中氧氣含量降低)的反應不同,取決於它們生活的地方。與大海 受到威脅 由於氣候變遷和污染,這兩者都會導致脫氧,有些海洋物種比其他物種面臨更大的風險。
身為海洋生態學家,我研究氧氣供應的變化如何影響海洋動物對氣候變遷的抵抗力。 我的研究表明 暴露於每日氧氣變化的沿海海洋物種比生活在適應恆定氧氣水平的深海生物更能抵抗脫氧峰值。
在海岸邊
對於生活在海草、海帶森林或紅樹林的墨魚、海星或螃蟹等沿海生物來說,日常生活就像是氧氣雲霄飛車。
白天,藻類和植物在陽光的照射下進行光合作用,產生大量的氧氣。這導致 氧過飽和度,一種產生大量氧氣的狀態 氧氣氣泡 被釋放到水中。
海草、海帶、珊瑚和紅樹林等沿海生態系統有助於為脫氧提供緩衝,因為這種過飽和會促進生活在那裡的海洋生物的新陳代謝——有了更多的可用氧氣,動物可以產生更多的能量,並更容易應付輕微的脫氧。
晚上,沒有陽光,海岸藻類和植物不會進行光合作用。相反,它們透過呼吸過程吸收氧氣——就像動物呼吸一樣,植物的葉子也進行呼吸並將氧氣帶入細胞。因此那裡的動物每天都暴露在低氧環境中。
這些海洋動物已經進化到能夠利用白天的氧過飽和度來應對海水中高低氧水平的波動,以保護自己免受氣溫升高和污染的影響。
然後,在氧氣稀缺的夜間,它們會切換到其他無氧代謝過程,例如發酵——就像我們的肌肉在劇烈的無氧運動中產生乳酸一樣。例如,掠食性螃蟹會在夜間氧氣非常有限的情況下在紅樹林中積極捕獵。
但適應短期缺氧的沿海動物無法很好地應對長期缺氧的情況。因此,當每日氧氣波動受到全球暖化和人為污染的干擾,導致低氧狀況持續數天或數週時,就會出現問題。
為 海膽,這使得它們速度變慢並且更難逃脫掠食者。對於其他動物來說,這可能會導致進食速度減慢或生長速度減慢。
在深海中
在 200 至 1,500 m 的深度,即所謂的“氧氣最低區”,氧氣處於最低飽和度。在這裡,一些深海動物,尤其是魚類,很好地適應了這些極低的氧氣條件。
雖然這些魚不會直接受到脫氧的影響,因為它們已經在這個棲息地繁衍生息, 更有可能 脫氧將擴大這個低氧區域,可能會影響附近無法忍受進一步脫氧的魚類。
在深度超過 3,000m 的深淵中,動物習慣於生活在氧氣水平從未波動的環境中。陽光永遠無法到達海底最深處,因此光合作用無法發生。
在這裡,洋流帶來了持續的氧氣供應,但氣候變遷正在影響這些洋流的動態。
即使氧氣含量最輕微的降低也可能對這裡的海洋生物造成災難性的影響。在某些場景下, 深海採礦 可以從沉積物中釋放大量有機物。這可能會與任何可用的氧氣反應並進一步耗盡氧氣,導致生物死亡。
在鹹鹹的海底
在某些地方,包括 紅海儘管沒有氧氣,海底的鹹鹽水池或海底湖泊卻充滿了生命。細菌、螃蟹、貽貝和類似鰻魚的魚類都是在這些脫氧的海洋中進化出來的,而且根本不會受到進一步脫氧的影響。
在整個海洋中,脫氧可能會加劇其他威脅,例如海洋酸化(海洋 pH 值降低)或鹽度突然升高和降低。總之,這些變化對於在非常特殊的條件下生存的海洋物種來說可能是致命的。
因此持續的低氧條件會對不同棲息地的動物造成不同程度的威脅。必須保護和恢復產生氧氣的沿海棲息地,例如海草床。
將氧氣帶入深海的洋流也至關重要,保護這一點的最佳方法是盡快減緩全球暖化。
沒有時間閱讀有關氣候變遷的內容?
相反,請在收件匣中取得每週摘要。 每個星期三,《對話》的環境編輯都會撰寫一封簡短的電子郵件“想像”,其中僅深入討論一個氣候問題。 加入迄今為止已訂閱的 30,000 多名讀者。
也在 Divernet 上: 死亡區的增加引起關注