酸性环境下的海螺

每天两次，当潮水涨落时，岩石遍布的太平洋海岸会将海水困在水洼中。与海洋相比，这些水洼是如此之小且无害，似乎不可能发生什么重大的事情，但事实并非如此。事实证明，微小的黑涡螺可能会因海洋酸化引起的酸度变化而感到兴奋。博德加海洋实验室的科学家仔细观察了海星和海螺，以找出原因。

 

紫海星的底部覆盖着细小的吸盘，让人不禁好奇它如何移动得足够快，成为一个贪婪的猎手，但它确实如此。它是操场上的恶霸，一个冷酷无情的捕食者。它可以撬开贻贝壳，将胃翻出来包裹住大型猎物，甚至在吞咽之前就消化掉它的食物。难怪当黑涡螺感觉到紫海星的到来时，它们都会逃到安全的地方，快速地爬上潮池的侧面，直到敌人离开水面。对于海螺来说，这已经很快了。

 

海螺一直很擅长逃离它们的主要捕食者——紫海星——直到现在。加州大学戴维斯分校的研究生布列塔尼·杰利森在一项近期研究中发现，由于海洋酸化，海螺的剧烈反应可能会减慢。杰利森修改了潮池，以模拟海洋酸化的条件。然后，她通过测量它们为安全起见所走的路径来观察海螺的反应。当她观察海螺时，她发现了一系列迷幻的行为。

 

“二氧化碳升高是海水中的一种外来物质，海螺正在将这种外来物质吸入体内，所以是的，它们本质上是在服用药物，”加州大学戴维斯分校博德加海洋实验室的教授布莱恩·盖洛德说。杰利森在那里发现，在海洋酸化条件下，海螺不会立即逃离水池以求安全。

 

海洋酸化发生在海洋吸收了大气中过多的二氧化碳时。虽然大多数研究这一现象的科学家都在试图了解它如何影响实验室中的单一物种，但杰利森的研究探讨了海洋酸化如何影响多个物种的相互作用。

 

“我认为这里真正重要的是，她正在超越思考单个物种，而是思考当它们在自然界中并与其他物种相互作用时，对个体的直接影响如何扩大。这是其中重要的一部分，”加州大学圣克鲁兹分校生态与进化生物学系的助理教授克里斯蒂·克罗克说。

 

詹姆斯库克大学的菲利普·蒙迪教授对此表示赞同。他研究海洋酸化如何影响珊瑚礁鱼类及其适应变化环境的能力。

 

“生态系统是相互作用物种的整体组合，”蒙迪说。“如果我们想了解海洋酸化将如何影响海洋生态系统，我们需要了解它将如何影响关键的生态相互作用，例如捕食者-猎物相互作用。这就是杰利森工作中最令人兴奋的事情之一。”

 

太平洋海岸的潮池中的酸度有自然波动，生活在那里的黑涡螺和其他动物已经适应了这一点。杰利森想知道海螺是否也能容忍海洋酸化的条件，或者它们是否会达到临界点，无法再忍受这些变化。

 

 

为了找出答案，杰利森在水族馆中制作了模型潮池。为了让海螺感到最自在，她模拟了自然潮池的条件，但有一个例外。杰利森改变了一些水池中的酸化水平，以模拟到2100年海洋酸化条件下岩石池的预期水平。一些潮池具有正常条件，而另一些具有未来的酸性条件，这使她能够比较清醒的海螺和酸性海螺的行为。

 

随着竞技场的建成，表演开始。杰利森紧握着相机，小心地将黑涡螺放入水箱。海螺逐一对捕食性海星产生的化学信号做出反应。杰利森每两分钟拍摄一次照片，持续半小时，然后分析它们行进的距离，它们的移动位置，最重要的是，它们是否离开了水面并逃到了安全的地方。杰利森总共进行了两次为期5天的试验，创建了32个水族馆，测试了32个海螺，并且每个海螺每2分钟拍摄一次照片，持续28分钟。

 

在正常条件下，海螺会逃跑并离开水面，这种逃跑反应可以确保它们的安全。杰利森发现，在酸度较高的水中，海螺开始逃跑，但它们并没有移动到干燥的地面，而是变得困惑，在水池周围漫无目的地徘徊。

 

海洋酸化改变捕食者和猎物之间相互作用的能力可能会产生深远的影响。杰利森和她的团队尚不确定海螺为什么会表现得困惑。他们认为这与动物试图维持平衡的大脑化学物质时大脑发生的变化有关，这是他们希望进一步了解的问题。

 

“我真的很喜欢研究，尤其喜欢与海洋动物打交道，”杰利森说，“但是当我思考我的工作对未来意味着什么时，这有点难以接受。我们发现的大多数事情是，世界将与我们今天看到的样子截然不同。”

 

与此同时，杰利森继续在野外进行这项研究，这是一项创造性的研究，她需要在所有时间醒来，徒步前往潮池并观察海螺——所有这些都是为了了解海洋酸化对生态系统的连锁影响。“我非常希望我们将作为一个社会向前迈进，并尝试提出解决方案并实际做出改变。拥有希望很重要，”杰利森说。

 

海洋酸化可能会跨越国界，到达地球的各个角落，但瞥见一滩海水，便揭示了一个精致的群落、一只微小的海螺和一个重要的信息。