Axit hóa đại dương và quần thể sinh vật biển

August 5, 2015 Khi quá trình axit hóa đại dương tăng cường, loài nào sẽ là loài sống sót cuối cùng? Axit hóa đại dương có tác động gì đến cộng đồng sinh vật phù du và dòng vật chất trong chuỗi thức ăn sinh thái biển? Sau hai tháng nghiên cứu tại Raunejord ở Bergen (Na Uy), các nhà khoa học từ Trung tâm Nghiên cứu Đại dương Kiel GEOMAR Helmholtz hiện đã có câu trả lời cho những câu hỏi này. Rõ ràng, điều đó phụ thuộc vào việc bạn thuộc loài nào. Bằng cách sử dụng tám mesocosms KOSMOS thử nghiệm nổi (Kiel Offshore Mesocosms for Tương lai Đại dương), các nhà khoa học đã nghiên cứu cách các cộng đồng sinh vật biển phức tạp phản ứng với các mức độ hấp thụ carbon dioxide khác nhau từ khí quyển. Bốn trong số các vũ trụ trung mô này có nồng độ carbon dioxide tăng cao.

Theo Giáo sư Ulf Riebesell, giáo sư hải dương học sinh học tại GEOMAR và người điều phối thí nghiệm, "Không có nghiên cứu nào trước đây tiết lộ rõ ​​ràng như thế này một trong những cách các tương tác trong lưới thức ăn xác định mức độ nhạy cảm của cộng đồng sinh vật phù du đối với quá trình axit hóa đại dương."
Để kiểm tra xem loài Emiliania huxleyi đơn bào có thể thích nghi hay không, các nhà khoa học đã sử dụng các đối tượng sống trong phòng thí nghiệm sau đó hơn 2.500 thế hệ trong điều kiện axit. Sau rất nhiều thế hệ, liệu các sinh vật có tiến hóa đủ để có thể tồn tại trong điều kiện axit bên trong vũ trụ trung mô không? Câu trả lời là không. Sinh vật này vẫn phải chịu tỷ lệ hao hụt cao và mật độ quần thể giảm. Vì Emiliania huxleyi có khả năng lưu trữ carbon và cũng tạo ra khí dimethyl sulfide (DMS) làm mát khí hậu nên việc có ít chất này hơn trong môi trường của chúng ta sẽ là một tin xấu. Một sinh vật khác sẽ phải gánh chịu hậu quả thảm khốc là loài chân cánh Limacina helicina, loài này tạo thành một phần quan trọng trong chế độ ăn của động vật có vú, cá và chim biển ở biển. Đôi khi được gọi là 'bướm biển', vỏ của chúng được làm từ aragonit, một loại canxi cacbonat dễ hòa tan trong điều kiện axit.
"Nếu động vật chân cánh bị axit hóa đại dương, một mắt xích quan trọng trong lưới thức ăn có thể bị mất," Tiến sĩ Silke Lischka, nhà sinh vật học biển tại GEOMAR, cho biết.
Tuy nhiên, đó là sự thật không phải tất cả đều diệt vong và u ám, một số loài như thực vật phù du pico và động vật phù du lớn hơn Oikopleura dioica đã phát triển mạnh bên trong các vũ trụ trung mô với nồng độ carbon dioxide cao hơn. "Oikopleura dioica là loài sinh vật phù du có vỏ phong phú với sự phân bố toàn cầu," Jean-Marie Bó hoa, kỹ sư nghiên cứu tại Trung tâm sinh học phân tử biển quốc tế Sars và là nghiên cứu sinh tiến sĩ tại Đại học Bergen, giải thích.

Ông nói thêm rằng nó sống bên trong một cấu trúc sền sệt phức tạp cho phép nó thu giữ nhiều loại hạt thức ăn một cách hiệu quả và quần thể của nó có thể tăng nhanh trong điều kiện thuận lợi. "Bằng cách này, các quần thể lớn có thể phát triển và họ có sức mạnh để thay đổi toàn bộ lưới thức ăn xung quanh."
Đây chính xác là những gì các nhà khoa học quan sát được bên trong vũ trụ trung mô. Dữ liệu và phân tích từ nghiên cứu kéo dài hai tháng bao trùm toàn bộ phạm vi, từ sinh vật phù du nhỏ nhất đến lớn nhất và ấu trùng cá, cũng như sự trao đổi chất và tương tác ở các cấp độ khác nhau của lưới thức ăn. Không cần phải nói, chắc chắn sẽ có gây hậu quả cho biển đa dạng sinh học, cân bằng sinh thái và trao đổi vật chất ở biển do quá trình axit hóa đại dương. Mức độ nghiêm trọng của chúng sẽ phụ thuộc vào mức độ thành công của chúng ta trong việc giảm lượng khí thải carbon dioxide ở thời điểm hiện tại. Thông tin thêm:  http://www.geomar.de