气候变化对世界海洋的许多预测影响已经可见，例如极地冰盖融化和海平面上升。但不可见的变化可能对人类食物来源构成最大威胁，首先是居住在海洋食物链底部的浮游生物等微小物种。
随着人类活动排放导致大气中二氧化碳增加，它们反过来正在改变全球水域的化学结构，使其酸性更强。
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许多研究人员推测，大多数水生物种将无法及时适应以在已经开始的酸化中生存，但也有一些人更为乐观。其中一位是詹妮弗·桑迪，加拿大西蒙弗雷泽大学的博士后生态学家和进化生物学家。
“你听到人们说物种不会及时适应，”她在一次采访中解释说，“但我只是知道我们真的不知道。这真的促使我开始思考一个研究来测试这一点。我们能够并且确实将一些科学和数据应用到这个问题上。”
桑迪和她的团队今年早些时候在《生态学与进化趋势》杂志上发表了一篇评论，旨在帮助研究人员提高找到潜在幸存者的机会。它表明，更多研究应侧重于识别具有足够遗传多样性的物种，以产生能够适应的突变体。
桑迪认为，研究人员越擅长寻找适应者，就会发现更多。
造成这种风险的过程是迅速且遍布全球的。海洋吸收了大气中约四分之一的上升的二氧化碳排放，因此随着浓度的增加，海洋会吸收更多的气体。在过去的150年中，人为引起的气候变化使海洋酸度从约pH值8.3变为pH值8。（在pH值尺度上，1是最酸性的，7是中性的，14是碱性的，或最不酸性的）。
“这比我们在过去一百万年中看到的任何情况都要快10到100倍，”美国国家海洋和大气管理局的化学海洋学家和高级研究员理查德·菲利说。“这只是根据我们良好的记录。”而且酸度预计只会上升。
菲利说：“到本世纪末，预计将再增加100％至130％。”
哪些微小的海洋生物可以赢得彩票？
pH值的变化会对海洋生物产生巨大影响，这一事实导致许多科学家认为大多数物种无法承受酸度的大幅增加。当二氧化碳与海水混合时，它会结合通常可供海洋生物构建外壳的钙分子。酸性更强的水也会腐蚀现有的外壳。
桑迪并不是第一个尝试分离幸存物种的人。全球的几个团队已经在探索海洋生物物种适应预测的气候变化的可能性。
2009年，一个欧洲团队发表了他们对由反射光线的矿化钙椭圆形组成的微小圆形浮游生物Emiliania huxleyi的研究。这些微小的浮游生物有时会以如此庞大的人群漂浮，以至于从外太空就可以看到它们。
在不同二氧化碳水平下观察浮游生物的菌株时，研究人员发现，虽然一些浮游生物在水酸性更强时难以形成外壳，但其他浮游生物却没有，这导致研究人员推测，浮游生物可能能够使用另一种形式的钙来代替外壳的形成。其他研究表明，某些被认为无法快速进化的物种实际上可以迅速适应。
进化就像一场彩票。物种繁殖的速度越快，在其后代的基因中产生的独特彩票组合就越多。对于产生正确基因突变的物种，它们的号码被抽出，奖品是生存。
“当你想研究一个物种应对变化的能力时，这一点尤为重要，”海洋生物协会的研究生詹妮弗·皮斯特沃斯说，她研究了Celleporella hyalina的克隆种群，这是一种微小的生物，她发现它在酸性和较温暖的水条件下都具有惊人的繁殖能力。
“更快的繁殖速度让我们有机会看到一个物种的脆弱程度，”皮斯特沃斯说。
2012年，桑迪和来自三大洲的同事回顾了过去的研究，并基于这项工作，提出了未来的研究，致力于通过将更多的实验进化纳入研究中来寻找适应者。
实验进化识别出天生就带有中奖基因彩票的物种成员，而不是那些在其一生中可以算出正确号码的物种成员。天生就带有中奖彩票意味着这些人可能能够在所需的时间框架内（即刻）乘着酸化的浪潮。
实验室中无法回答的问题
桑迪和她的团队还建议，更多的工作应考虑物种对多种环境变化（例如温度升高和氧化水平）以及多个生命阶段的反应。目前，许多研究只在物种成员生命的特定时间点（例如婴儿期）跟踪物种。如果不跟踪生物体在其生命周期以及复杂且变化的环境中，就很难说观察到的变化是否会转化为整体生存。
尽管桑迪认为她的工作为减少对海洋生物未来命运的悲观预测奠定了基础，但并非所有人都同意该方法是现实的。伍兹霍尔海洋研究所的生物学家阿兰·穆尼研究海洋酸化对大西洋长鳍鱿鱼幼虫的影响，他说桑迪建议的一些方法并不适用于研究所有物种。
“总的来说，这篇评论对我们非常有益，”他说。“作者指出了一些伟大的目标以及我们面临的局限性。”但对于鱿鱼等物种，穆尼说，桑迪的建议不太可能被使用。
“在实验室中测量鱿鱼的进化在某种程度上可能是可行的，”穆尼说，“但要培育多代，甚至幼年到成年，都是不可能的——[它们]在圈养条件下表现不佳。”
尽管桑迪同意准确预测未来海洋的样子仍然很难，但研究人员已经开始在正确的方向上寻找。“这个问题以前似乎太难了，”她说。“我们希望把我们的建议拿出来，以便人们可以看到物种并非不可能及时适应。”
“我确实预测某些物种会适应，”桑迪总结道，“但不是全部。最终，想到我们会失去物种，而且这将是因为我们，真是令人震惊。”
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