กระเพาะปัสสาวะแตกในความเครียดทางภูมิอากาศ

October 28, 2019 Fucus vesiculosus (Bladderwrack) แสดงปฏิกิริยาควบคู่กับการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อม

คลื่นความร้อนในระยะสั้น ภาวะโลกร้อนและความเป็นกรดในระยะยาว เพิ่มการปฏิสนธิมากเกินไปและการสูญเสียออกซิเจน - ระบบนิเวศทางทะเลขึ้นอยู่กับ การเปลี่ยนแปลงมากมาย ปฏิกิริยาของสิ่งมีชีวิตในทะเลต่อปัจจัยเหล่านี้ก็มีความหลากหลายเช่นกัน นักชีววิทยาจาก GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel สามารถพิสูจน์กับสาหร่ายขนาดใหญ่ได้ว่าการตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันสามารถนำมาประกอบกันทั้งเชิงบวกและเชิงลบ ซึ่งนำไปสู่การเร่งหรือชะลอการปรับตัวของพวกมัน

ความเครียดต่อระบบนิเวศทางทะเลเพิ่มมากขึ้น ภาวะโลกร้อนในมหาสมุทร ค่า pH ของน้ำทะเลที่ลดลง ปริมาณสารอาหาร และการสูญเสียออกซิเจนทำให้เกิดสิ่งเหล่านี้ ปัจจัยส่วนบุคคลสำหรับบางสายพันธุ์อาจเป็นข้อได้เปรียบอย่างแน่นอน การเปลี่ยนแปลงอื่นๆ ยังอาจจำกัดถิ่นที่อยู่ของสัตว์ชนิดเดียวกันอย่างรุนแรงอีกด้วย ผลกระทบ ที่แตกต่างกันทำให้ยากต่อการประมาณการเปลี่ยนแปลงในอนาคตของความหลากหลายทางชีวภาพ “คำถามหลักประการหนึ่งก็คือ ปฏิกิริยาต่อการเปลี่ยนแปลงต่างๆ มีความสัมพันธ์กันเชิงบวกหรือเชิงลบ หรือเกิดขึ้นอย่างเป็นอิสระต่อกันหรือไม่” ศาสตราจารย์ ดร. เมด กล่าว Martin Wahl นักชีววิทยาทางทะเลที่ GEOMAR

นักชีววิทยาจาก GEOMAR และมหาวิทยาลัย Rostock ได้ตีพิมพ์ผลการศึกษาในวารสาร Scientific Reports ซึ่งแสดงให้เห็นเป็นครั้งแรกที่การปรับตัวให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมหลายอย่างเชื่อมโยงกับกุญแจดอกเดียว ชนิดพันธุ์ในระบบนิเวศชายฝั่งทะเล, กระเพาะปัสสาวะทำลาย Fucus vesiculosus. ศาสตราจารย์ Wahl ผู้เขียนหลักของการศึกษานี้อธิบายว่า "สิ่งนี้สามารถเร่งและขัดขวางการตอบสนองของกระเพาะปัสสาวะต่อการเปลี่ยนแปลงได้"

Fucus vesiculosus เป็นสาหร่ายสีน้ำตาลที่อาศัยอยู่บน กลับขึ้นสู่ผิวน้ำ แข็งตามแนวชายฝั่งของมหาสมุทรแอตแลนติกเหนือและใน ทะเลเหนือและทะเลบอลติก เช่นเดียวกับสาหร่ายอื่นๆ มีบทบาทสำคัญในการจับตัวของคาร์บอนในทะเล นอกจากนี้ยังเป็นพื้นฐานของระบบนิเวศบนแนวชายฝั่งด้วย ในทะเลบอลติก รวมถึงในพื้นที่จำหน่ายอื่นๆ ด้วย ปริมาณของ Fucus vesiculosus นับตั้งแต่ต้นศตวรรษที่ 21 ได้ลดลงอย่างรวดเร็ว สาเหตุที่แน่ชัดสำหรับเรื่องนี้ยังไม่ได้รับการชี้แจงในที่สุด

สำหรับการศึกษานี้ นักวิจัยได้ใช้ศูนย์ทดสอบพิเศษ Kiel Outdoor Benthocosms (KOB) ประกอบด้วยห้องทดลองทั้งหมด 12 ห้อง ซึ่งสามารถจำลองระบบนิเวศชายฝั่งได้ในขนาดเล็ก ด้วยเทคโนโลยีการควบคุมที่ซับซ้อน ทำให้สามารถจัดการพารามิเตอร์ด้านสิ่งแวดล้อมได้หลายอย่าง เนื่องจาก KOB ตั้งอยู่บนโป๊ะในฟยอร์ดชั้นในของคีลและได้รับน้ำจากฟยอร์ดโดยตรง สภาพแวดล้อมภายในแหล่งเก็บทดลองจึงมีความใกล้ชิดกับธรรมชาติมาก

ในห้องทดลอง ตลอดช่วงระยะเวลาหนึ่ง เป็นเวลา 12 เดือน ทีมงานได้สัมผัสกับกลุ่มห่อหุ้มกระเพาะปัสสาวะที่แตกต่างกันทางพันธุกรรมโดยมีสภาวะคาร์บอนไดออกไซด์สูงขึ้น ส่งผลให้ระดับ pH ในน้ำ ระยะความร้อน การป้อนข้อมูล อาหารเพิ่มขึ้น และช่วงระยะเวลาของระดับออกซิเจนต่ำ

ปฏิกิริยาต่อ การเปลี่ยนแปลงต่าง ๆ มีความเชื่อมโยงกันอย่างชัดเจน ตัวอย่างเช่น ครอบครัวที่ทนต่อระดับ pH ต่ำก็สามารถทนต่อภาวะโลกร้อนและระดับสารอาหารที่สูงขึ้นได้ และในทางกลับกัน ในเวลาเดียวกัน ครอบครัวเหล่านี้มีความเสี่ยงต่อภาวะขาดออกซิเจนมากกว่ามาก "โดยธรรมชาติ นี่อาจหมายความว่าประชากรในกระเพาะปัสสาวะที่ปรับตัวเข้ากับการปฏิสนธิมากเกินไปและความร้อนในฤดูร้อนได้รับความเสียหายอย่างมากหรือถูกทำลายอย่างสิ้นเชิงในฤดูใบไม้ร่วงเนื่องจาก การลอยตัว ของน้ำปราศจากออกซิเจนจากความลึก" Martin Wahl อธิบาย
< โดยรวมแล้ว ทีมงานไม่เพียงแต่พบหลักฐานแรกที่แสดงว่าการตอบสนองต่ออาการต่างๆ ของการเปลี่ยนแปลงระดับโลกสามารถนำมาประกอบกันได้ "การศึกษายังแสดงให้เห็นว่าในอนาคต เรายังจำเป็นต้องมีการวิจัยที่ศึกษาการตอบสนองของสิ่งมีชีวิตต่อการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อมหลายอย่างหรือชดเชยการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อมชั่วคราว มิฉะนั้น จะเป็นการยากที่จะให้ถ้อยคำที่เชื่อถือได้เกี่ยวกับการพัฒนาระบบนิเวศในทะเลในอนาคต" อธิบาย ศาสตราจารย์วาห์ล