海洋酸化会扰乱鱼的思维

在酸性更强的水域中,小丑鱼会远离安全地带,海螺也无法避开猎物

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加利福尼亚州蒙特雷—海洋中出现精神问题?鱼类和软体动物可能开始出现这些问题——这要归咎于二氧化碳水平的上升。由此产生的一些行为很奇怪,有些具有妥协性,它们揭示了碳排放正在从根本上影响我们日益脆弱的地球。

随着人类向大气排放更多二氧化碳,更多的二氧化碳被海洋吸收,逐渐使海水酸性更强。近年来,许多研究记录了较低的pH值(更高的酸度)如何使贝类和微小生物更难形成外壳或内骨骼以及繁殖。酸度通常还迫使生物体消耗额外的能量来抵消对其新陈代谢的不良影响。但现在科学家们发现,较低的pH值也可能扰乱海洋动物的思维。


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例如,小丑鱼(是的,尼莫)通常会非常靠近它们一生都在其中度过的珊瑚。但是,随着水变得越来越酸性——正如最近的各种实验中所表明的那样——它们往往会离家越来越远。这种非典型的“大胆”不一定是好事,因为它们游得越远,就越有可能被捕食者吃掉。据菲利普·蒙代称,更高的酸度还“损害了它们区分同类和非同类气味以及捕食者和非捕食者气味的能力”。珊瑚礁研究中心的教授和研究员菲利普·蒙代进行了这些实验,并在本周在此地举行的名为高二氧化碳世界中的海洋的研讨会上展示了结果。

其他物种也表现出同样不寻常的行为。智利鲍鱼是一种附着在海浪冲击的海岸岩石上的海螺,当它被移位时,会迅速扶正并重新附着,这是一项避免捕食者的重要技能。但是,当二氧化碳水平升高约 50% 时,一些海螺反应迟缓,无法扶正自己,而另一些海螺则根本没有扶正。“它们的决策被延迟了,”智利南方大学的研究员帕特里西奥·曼里克斯说。一些海螺在试图避开螃蟹捕食者时走错了方向,有些甚至转向了螃蟹的爪子,而不是远离它们。

在蒙特雷湾水族馆研究所进行的实验中,生活在高酸性条件下的寄居蟹并没有表现出蒙代小丑鱼增加的胆量,但当它们受到潜在捕食者(在本例中为玩具章鱼)的攻击时,它们缩回壳中的时间比正常情况要长得多。

研究人员不确定是什么原因导致了这些奇怪的行为,但蒙代怀疑二氧化碳水平升高会干扰一种名为 GABA 的神经递质,这种神经递质在调节几乎所有动物(包括人类)的大脑和神经系统活动中起着关键作用。在一项实验中,蒙代将珊瑚礁鱼暴露在高二氧化碳环境中,这干扰了它们的嗅觉。然后,他施用了一种化合物,该化合物有助于促进神经细胞上受体的活动,并指导细胞对 GABA 的反应,从而逆转了这种异常现象。由于 GABA 无处不在,蒙代担心,如果全球二氧化碳水平继续上升,海洋酸化可能会给许多海洋生物带来感觉和行为问题。

 

Mark Fischetti has been a senior editor at 大众科学 for 17 years and has covered sustainability issues, including climate, weather, environment, energy, food, water, biodiversity, population, and more. He assigns and edits feature articles, commentaries and news by journalists and scientists and also writes in those formats. He edits History, the magazine's department looking at science advances throughout time. He was founding managing editor of two spinoff magazines: 大众科学 Mind and 大众科学 Earth 3.0. His 2001 freelance article for the magazine, "Drowning New Orleans," predicted the widespread disaster that a storm like Hurricane Katrina would impose on the city. His video What Happens to Your Body after You Die?, has more than 12 million views on YouTube. Fischetti has written freelance articles for the New York Times, Sports Illustrated, Smithsonian, Technology Review, Fast Company, and many others. He co-authored the book Weaving the Web with Tim Berners-Lee, inventor of the World Wide Web, which tells the real story of how the Web was created. He also co-authored The New Killer Diseases with microbiologist Elinor Levy. Fischetti is a former managing editor of IEEE Spectrum Magazine and of Family Business Magazine. He has a physics degree and has twice served as the Attaway Fellow in Civic Culture at Centenary College of Louisiana, which awarded him an honorary doctorate. In 2021 he received the American Geophysical Union's Robert C. Cowen Award for Sustained Achievement in Science Journalism, which celebrates a career of outstanding reporting on the Earth and space sciences. He has appeared on NBC's Meet the Press, CNN, the History Channel, NPR News and many news radio stations. Follow Fischetti on X (formerly Twitter) @markfischetti

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