© A coral reef under normal pH conditions in the research area in Papua New Guinea. Photo taken from Fabricius, K. E. et al .: Losers and winners in coral reefs acclimatized to elevated carbon dioxide concentrations. Nat. Clim. Chang. 1, 165-169 (2011).
© Map of the research area with sampling locations and pH gradient. Graphic taken from Fabricius, K. E. et al .: Losers and winners in coral reefs acclimatized to elevated carbon dioxide concentrations. Nat. Clim. Chang. 1, 165-169 (2011).
Czy koralowce mogą przetrwać spadek wartości pH?
August 8, 2016
Naukowcy GEOMAR badają wewnętrzne wartości pH koralowców w Papui Nowej Gwinei .
Tropikalne koralowce z rodzaju Porites mają zdolność dostosowywania swoich wewnętrznych wartości pH, tak aby wytwarzać węglan wapnia i rosnąć w warunkach zwiększonego stężenia dwutlenku węgla, nawet przez długi czas. Aby bardziej szczegółowo zrozumieć tę regulację pH, naukowcy z GEOMAR przeanalizowali próbki tego koralowca, które przez dziesięciolecia istniały w naturalnych źródłach dwutlenku węgla w Papui Nowej Gwinei.
W miarę jak oceany pochłaniają dwutlenek węgla wytwarzany przez człowieka z atmosfery, jego wartość pH spada. Ta zmiana składu chemicznego oceanu ma wpływ na tropikalne rafy koralowe, co można zmierzyć w laboratorium lub w krótkoterminowych eksperymentach terenowych. Naukowcy z GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel zbadali koralowce z rodzaju Porites rosnące w wulkanicznych otworach wentylacyjnych dwutlenku węgla w Papui Nowej Gwinei, gdzie stały się gatunkiem uśpionym.
Zespołem kierowała dr Marlene Wall, biolog morski z GEOMAR. Powiedziała ona, że bardzo trudno jest przewidzieć, czy koralowce tropikalne przetrwają globalne zmiany klimatu, ponieważ są one bardzo wrażliwe na wzrost temperatury wody, zanieczyszczenie oceanów i zanieczyszczenie środowiska. Dodała w języku niemieckim, że "naturalne otwory wentylacyjne dwutlenku węgla dają nam możliwość zbadania scenariusza przyszłości. Poprzednie badania wykazały, że Porites jest jednym ze zwycięzców. Ale do tej pory nikt nie wiedział, jak sobie z tym radzą".
Tropikalne koralowce twarde utrzymują swoje wewnętrzne pH na poziomie, który pozwala im wytwarzać węglan wapnia i nadal rosnąć pomimo wyższych stężeń dwutlenku węgla i obniżonych wartości pH w wodzie. Daje im to znaczną przewagę nad wieloma innymi gatunkami koralowców, umożliwiając im osiedlenie się w ekstremalnych warunkach. Na podstawie swoich obserwacji dr Wall powiedział, że regulacja pH była kluczowym czynnikiem, jeśli chodzi o przetrwanie w warunkach obniżonych wartości pH.
Zespół wykorzystał metodę izotopów boru, aby lepiej zrozumieć regulację pH. Laser został skierowany na szkielety koralowców, a materiał, który odpadł, został przeanalizowany za pomocą spektrometru masowego. Naukowcy uzyskali informacje na temat wewnętrznego pH koralowca, badając skład izotopowy boru w szkielecie. "Ta metoda daje nam nowy wgląd i pozwala na wyciągnięcie wniosków na temat fizjologii szkieletu koralowca w momencie zwapnienia" - powiedział dr Jan Fietzke, fizyk z GEOMAR i współautor badania, które zostało opublikowane w czasopiśmie Scientific Reports.
Dr Fietzke zbadał szkielet, który powstał kilka dni lub tygodni przed pobraniem próbek. Porównując je z wartościami pH w otaczającej wodzie, zespół był w stanie udowodnić, że izotopy boru odzwierciedlały wewnętrzne pH koralowca i że różniło się ono od pH środowiska - co oznacza, że rzeczywiście miała miejsce regulacja pH. Na tej podstawie analizowane są obecnie rdzenie koralowców sprzed kilkudziesięciu lat, aby dowiedzieć się, kiedy i jak szybko się przystosowały.
Podczas badań odkryto, że koralowce Porites były w stanie utrzymać swoje wartości pH przez dziesięciolecia, przeciwdziałając w ten sposób skutkom zmian klimatycznych. Jednak taka regulacja pH jest możliwa tylko do pewnego stopnia. Według dr Wall, jeśli stężenie dwutlenku węgla przekroczy poziomy prognozowane na 2100 r., zwapnienie i wzrost zmniejszą się, powodując, że koralowce te osiągną swoje fizjologiczne granice.
Link do badania:
http://www.nature.com/articles/srep30688.