海洋酸化會擾亂魚的思維

在酸性更強的水域中,小丑魚會遠離安全地帶,海螺也無法避開獵物

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加利福尼亞州蒙特雷—海洋中出現精神問題?魚類和軟體動物可能開始出現這些問題——這要歸咎於二氧化碳水平的上升。由此產生的一些行為很奇怪,有些具有妥協性,它們揭示了碳排放正在從根本上影響我們日益脆弱的地球。

隨著人類向大氣排放更多二氧化碳,更多的二氧化碳被海洋吸收,逐漸使海水酸性更強。近年來,許多研究記錄了較低的pH值(更高的酸度)如何使貝類和微小生物更難形成外殼或內骨骼以及繁殖。酸度通常還迫使生物體消耗額外的能量來抵消對其新陳代謝的不良影響。但現在科學家們發現,較低的pH值也可能擾亂海洋動物的思維。


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例如,小丑魚(是的,尼莫)通常會非常靠近它們一生都在其中度過的珊瑚。但是,隨著水變得越來越酸性——正如最近的各種實驗中所表明的那樣——它們往往會離家越來越遠。這種非典型的“大膽”不一定是好事,因為它們遊得越遠,就越有可能被捕食者吃掉。據菲利普·蒙代稱,更高的酸度還“損害了它們區分同類和非同類氣味以及捕食者和非捕食者氣味的能力”。珊瑚礁研究中心的教授和研究員菲利普·蒙代進行了這些實驗,並在本週在此地舉行的名為高二氧化碳世界中的海洋的研討會上展示了結果。

其他物種也表現出同樣不尋常的行為。智利鮑魚是一種附著在海浪衝擊的海岸岩石上的海螺,當它被移位時,會迅速扶正並重新附著,這是一項避免捕食者的重要技能。但是,當二氧化碳水平升高約 50% 時,一些海螺反應遲緩,無法扶正自己,而另一些海螺則根本沒有扶正。“它們的決策被延遲了,”智利南方大學的研究員帕特里西奧·曼裡克斯說。一些海螺在試圖避開螃蟹捕食者時走錯了方向,有些甚至轉向了螃蟹的爪子,而不是遠離它們。

在蒙特雷灣水族館研究所進行的實驗中,生活在高酸性條件下的寄居蟹並沒有表現出蒙代小丑魚增加的膽量,但當它們受到潛在捕食者(在本例中為玩具章魚)的攻擊時,它們縮回殼中的時間比正常情況要長得多。

研究人員不確定是什麼原因導致了這些奇怪的行為,但蒙代懷疑二氧化碳水平升高會干擾一種名為 GABA 的神經遞質,這種神經遞質在調節幾乎所有動物(包括人類)的大腦和神經系統活動中起著關鍵作用。在一項實驗中,蒙代將珊瑚礁魚暴露在高二氧化碳環境中,這干擾了它們的嗅覺。然後,他施用了一種化合物,該化合物有助於促進神經細胞上受體的活動,並指導細胞對 GABA 的反應,從而逆轉了這種異常現象。由於 GABA 無處不在,蒙代擔心,如果全球二氧化碳水平繼續上升,海洋酸化可能會給許多海洋生物帶來感覺和行為問題。

 

Mark Fischetti has been a senior editor at 大眾科學 for 17 years and has covered sustainability issues, including climate, weather, environment, energy, food, water, biodiversity, population, and more. He assigns and edits feature articles, commentaries and news by journalists and scientists and also writes in those formats. He edits History, the magazine's department looking at science advances throughout time. He was founding managing editor of two spinoff magazines: 大眾科學 Mind and 大眾科學 Earth 3.0. His 2001 freelance article for the magazine, "Drowning New Orleans," predicted the widespread disaster that a storm like Hurricane Katrina would impose on the city. His video What Happens to Your Body after You Die?, has more than 12 million views on YouTube. Fischetti has written freelance articles for the New York Times, Sports Illustrated, Smithsonian, Technology Review, Fast Company, and many others. He co-authored the book Weaving the Web with Tim Berners-Lee, inventor of the World Wide Web, which tells the real story of how the Web was created. He also co-authored The New Killer Diseases with microbiologist Elinor Levy. Fischetti is a former managing editor of IEEE Spectrum Magazine and of Family Business Magazine. He has a physics degree and has twice served as the Attaway Fellow in Civic Culture at Centenary College of Louisiana, which awarded him an honorary doctorate. In 2021 he received the American Geophysical Union's Robert C. Cowen Award for Sustained Achievement in Science Journalism, which celebrates a career of outstanding reporting on the Earth and space sciences. He has appeared on NBC's Meet the Press, CNN, the History Channel, NPR News and many news radio stations. Follow Fischetti on X (formerly Twitter) @markfischetti

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