Scăderea răspândită și uneori drastică a oxigenului marin stresează speciile sensibile, o tendință care va continua cu schimbările climatice

suflare

Prădătorii care scapă, digestia și alte activități ale animalelor, inclusiv cele ale oamenilor, necesită oxigen. Dar acest nou ingredient nu mai este atât de ușor de obținut pentru viața marină, arată câteva studii noi.

În ultimul deceniu, nivelurile de oxigen din oceane au scăzut, o tendință alarmantă legată de schimbările climatice, spune Andreas Oschlies, oceanograf la Centrul Helmholtz pentru Cercetarea Oceanului Kiel din Germania, a cărui echipă urmărește nivelurile de oxigen din întreaga lume. „Am fost surprinși de intensitatea schimbărilor pe care le-am văzut, de viteza cu care oxigenul coboară în ocean și de amploarea efectelor asupra ecosistemelor marine”, spune el.

Nu este surprinzător pentru oamenii de știință faptul că oceanele care se încălzesc îi fac să piardă oxigen, dar amploarea scufundării necesită o atenție urgentă, spune Oschlies. Studii recente arată că nivelurile de oxigen din unele regiuni tropicale au scăzut cu 40% în ultimii 50 de ani. Nivelurile au scăzut mai subtil în altă parte, cu o pierdere medie de 2% la nivel global.

Cu toate acestea, animalele oceanice mari și mici răspund chiar la modificări ușoare ale oxigenului, căutând refugiu în zonele cu oxigen mai mare sau ajustând comportamentul, au descoperit Oschlies și alții din câmpul lor. Aceste ajustări pot expune animalele la noi prădători sau le pot forța în regiunile cu puține alimente. Schimbările climatice prezintă deja probleme grave pentru viața marină, cum ar fi acidificarea oceanelor, dar dezoxigenarea este cea mai presantă problemă cu care se confruntă astăzi animalele marine, spune Oschlies. La urma urmei, spune el, „toată lumea trebuie să respire”.

Sediment în Golful Mexic care provine parțial din râuri precum Mississippi. Sedimentele fluviale transportă substanțe nutritive din îngrășăminte care alimentează înflorirea algelor și epuizează nivelul de oxigen din oceane. Credit: NASA Earth Observatory

O problemă în rețeaua alimentară

Un ocean care se încălzește pierde oxigen din două motive: În primul rând, cu cât un lichid devine mai cald, cu atât mai puțin gaz poate păstra. De aceea, băuturile carbogazoase se aplatizează mai repede când sunt lăsate la soare, spune Oschlies. În al doilea rând, pe măsură ce gheața polară se topește, formează un strat de apă plutitoare pe suprafața mării peste ape mai reci și mai saline. Acest proces creează un fel de capac care poate împiedica curenții să amestece apa de la suprafață la adâncimi mai profunde. Și pentru că tot oxigenul pătrunde în acest habitat la suprafață, fie direct din atmosferă, fie din fitoplanctonul de suprafață care îl produce în timpul fotosintezei, mai puțin amestecare înseamnă mai puțin din acesta la adâncime.

Unele regiuni de coastă din jurul ecuatorului sunt în mod natural zone cu conținut scăzut de oxigen, deoarece conțin ape bogate în substanțe nutritive în care florile bacteriene consumă oxigen atunci când descompun viața marină moartă. Dar schimbările aduse ecosistemelor din alte părți, inclusiv în oceanul deschis și în jurul polilor, au fost surprizele și preocupările lui Oschlies și ale altora, deoarece aceste regiuni nu au fost văzute ca fiind vulnerabile. Modelele climatice care proiectează schimbările viitoare au subestimat în mod obișnuit pierderile de oxigen deja observate în oceanele lumii, a raportat el și colegii săi în Nature anul trecut, un alt motiv pentru care această tendință necesită mai multă atenție, spune el.

Efectele chiar și scăderilor foarte subtile de oxigen asupra zooplanctonului, animalele de la baza rețelei alimentare, se adună în coloana de apă au fost documentate într-un raport din decembrie 2018 al Science Advances. „Sunt foarte sensibili”, spune liderul studiului Karen Wishner, oceanograf la Universitatea Rhode Island, chiar mai mult decât mă așteptam. Unele specii înoată spre ape mai adânci și mai reci, cu mai mult oxigen. „Dar la un moment dat nu îi ajută doar să adâncească”, spune el, pentru că poate fi mai dificil să găsești hrană sau să se reproducă în ape mai reci. După cum observă, mulți prădători, inclusiv peștii, calmarul și balenele, mănâncă zooplancton sau mănâncă pești care mănâncă zooplancton, astfel încât modurile în care zooplanctonul poate face față ramificațiilor mărește rețeaua trofică.

În afară de întreruperile rețelei alimentare, animalele se confruntă cu alte provocări fiziologice, deoarece corpurile lor se adaptează la niveluri mai scăzute de oxigen. Creveții chinezi își scutură coada cu mai puțină forță pentru a conserva energia în medii cu oxigen mai scăzut și, ca rezultat, devin mai puțin agili, a raportat un studiu privind comportamentul și fiziologia marine și de apă dulce. În plus, unii pești masculi produc din ce în ce mai puțini spermatozoizi mobili pe măsură ce nivelul oxigenului scade, iar tendința nu pare să se intensifice în generațiile viitoare atunci când nivelurile de oxigen se îmbunătățesc, au raportat cercetătorii în Nature Communications în 2016.

Funcțiile senzoriale de bază, cum ar fi văzutul și auzul, pot suferi și într-un ocean cu conținut scăzut de oxigen, spune Lillian McCormick, doctorand la Universitatea din California, San Diego. Rezultatele lor preliminare sugerează că chiar și picături mici de vedere deteriorează oxigenul în unele zooplancton. (Acest lucru este valabil și la oameni, cu dovezi că persoanele care călătoresc la altitudini mari experimentează culori reduse și vedere nocturnă.) Multe specii de zooplancton se bazează pe indicii vizuale pentru a migra prin coloana de apă în fiecare dimineață pentru a evita prădătorii, astfel încât pierderea vederii le-ar putea împiedica capacitatea de a prelua aceste indicii luminoase, spune ea.

Unele creaturi, cum ar fi meduzele, sunt mai tolerante la oxigen scăzut decât altele. Dar toate animalele vor simți impactul dezoxigenării deoarece toate și-au dezvoltat capacitatea de oxigen dintr-un motiv, spune Brad Seibel, oceanograf la Universitatea din Florida de Sud care a lucrat cu Wishner la recentul studiu de zooplancton. „Orice picătură de oxigen va afecta supraviețuirea și performanța”, spune el.

O hartă care arată nivelurile de oxigen dizolvat în oceanele globale (a) și modul în care nivelurile de oxigen au scăzut sau au crescut pe deceniu. Credit: Schmidtko, și colab., Nature 2017

Reducerea habitatelor

Pe măsură ce regiunile bogate în oxigen devin mai rare, habitatele actuale ale peștilor se vor micșora și vor forța speciile importante din punct de vedere economic, cum ar fi tonul, care generează la nivel global aproximativ 42 de miliarde de dolari anual, în zone noi. În Atlanticul tropical nord-estic, cercetătorii au descoperit că habitatul pentru pescuitul de ton și pește-biliard a fost redus cu 15% din 1960 până în 2010 (pdf) din cauza pierderii de oxigen.

Pescuitul de coastă se poate confrunta, de asemenea, cu o presiune suplimentară din cauza scurgerii agricole care fertilizează florile de alge care consumă oxigen pe măsură ce se dezintegrează, așa cum sa întâmplat în Golful Mexic, lângă gura râului Mississippi. Aceste „zone moarte” forțează unii pești să caute zone cu oxigen mai mare la marginile ariilor lor tipice. Acest lucru îi poate ajuta pe pescari să-i găsească, deoarece peștii se adună în aceste zone condensate, dar oferă, de asemenea, un fals sentiment de abundență și nu va fi durabil pe termen lung, notează Seibel.

Pentru a aborda problema generală a dezoxigenării, Oschlies a contribuit la organizarea unei conferințe internaționale pe această temă la Kiel în septembrie anul trecut. Participanții au elaborat o declarație improvizată denumită Declarația de Kiel privind dezoxigenarea oceanelor pentru a sensibiliza guvernele internaționale, Națiunile Unite și publicul, precum și pentru a solicita acțiuni imediate. Vor ca guvernele și grupurile internaționale să facă pași mai serioși pentru a reduce schimbările climatice și pentru a reduce scurgerile de coastă care agravează epuizarea oxigenului. Cercetătorii au modelat noua declarație după Declarația de la Monaco (pdf), despre care Oschlies crede că a contribuit la sensibilizarea internațională cu privire la acidificarea oceanelor în 2008.

"Se intenționează într-adevăr să fie o alertă atât pentru public, cât și pentru diferite agenții guvernamentale și internaționale, că aceasta este o problemă majoră", spune Wishner, unul dintre cei peste 300 de oameni de știință din peste 30 de țări care au semnat declarația. Seibel, de asemenea semnatar, nu spune nimic despre asta: „Cred că este potențial foarte grav”.