酸性環境下的海螺

每天兩次，當潮水漲落時，岩石遍佈的太平洋海岸會將海水困在水窪中。與海洋相比，這些水窪是如此之小且無害，似乎不可能發生什麼重大的事情，但事實並非如此。事實證明，微小的黑渦螺可能會因海洋酸化引起的酸度變化而感到興奮。博德加海洋實驗室的科學家仔細觀察了海星和海螺，以找出原因。

 

紫海星的底部覆蓋著細小的吸盤，讓人不禁好奇它如何移動得足夠快，成為一個貪婪的獵手，但它確實如此。它是操場上的惡霸，一個冷酷無情的捕食者。它可以撬開貽貝殼，將胃翻出來包裹住大型獵物，甚至在吞嚥之前就消化掉它的食物。難怪當黑渦螺感覺到紫海星的到來時，它們都會逃到安全的地方，快速地爬上潮池的側面，直到敵人離開水面。對於海螺來說，這已經很快了。

 

海螺一直很擅長逃離它們的主要捕食者——紫海星——直到現在。加州大學戴維斯分校的研究生布列塔尼·傑利森在一項近期研究中發現，由於海洋酸化，海螺的劇烈反應可能會減慢。傑利森修改了潮池，以模擬海洋酸化的條件。然後，她透過測量它們為安全起見所走的路徑來觀察海螺的反應。當她觀察海螺時，她發現了一系列迷幻的行為。

 

“二氧化碳升高是海水中的一種外來物質，海螺正在將這種外來物質吸入體內，所以是的，它們本質上是在服用藥物，”加州大學戴維斯分校博德加海洋實驗室的教授布萊恩·蓋洛德說。傑利森在那裡發現，在海洋酸化條件下，海螺不會立即逃離水池以求安全。

 

海洋酸化發生在海洋吸收了大氣中過多的二氧化碳時。雖然大多數研究這一現象的科學家都在試圖瞭解它如何影響實驗室中的單一物種，但傑利森的研究探討了海洋酸化如何影響多個物種的相互作用。

 

“我認為這裡真正重要的是，她正在超越思考單個物種，而是思考當它們在自然界中並與其他物種相互作用時，對個體的直接影響如何擴大。這是其中重要的一部分，”加州大學聖克魯茲分校生態與進化生物學系的助理教授克里斯蒂·克羅克說。

 

詹姆斯庫克大學的菲利普·蒙迪教授對此表示贊同。他研究海洋酸化如何影響珊瑚礁魚類及其適應變化環境的能力。

 

“生態系統是相互作用物種的整體組合，”蒙迪說。“如果我們想了解海洋酸化將如何影響海洋生態系統，我們需要了解它將如何影響關鍵的生態相互作用，例如捕食者-獵物相互作用。這就是傑利森工作中最令人興奮的事情之一。”

 

太平洋海岸的潮池中的酸度有自然波動，生活在那裡的黑渦螺和其他動物已經適應了這一點。傑利森想知道海螺是否也能容忍海洋酸化的條件，或者它們是否會達到臨界點，無法再忍受這些變化。

 

 

為了找出答案，傑利森在水族館中製作了模型潮池。為了讓海螺感到最自在，她模擬了自然潮池的條件，但有一個例外。傑利森改變了一些水池中的酸化水平，以模擬到2100年海洋酸化條件下岩石池的預期水平。一些潮池具有正常條件，而另一些具有未來的酸性條件，這使她能夠比較清醒的海螺和酸性海螺的行為。

 

隨著競技場的建成，表演開始。傑利森緊握著相機，小心地將黑渦螺放入水箱。海螺逐一對捕食性海星產生的化學訊號做出反應。傑利森每兩分鐘拍攝一次照片，持續半小時，然後分析它們行進的距離，它們的移動位置，最重要的是，它們是否離開了水面並逃到了安全的地方。傑利森總共進行了兩次為期5天的試驗，建立了32個水族館，測試了32個海螺，並且每個海螺每2分鐘拍攝一次照片，持續28分鐘。

 

在正常條件下，海螺會逃跑並離開水面，這種逃跑反應可以確保它們的安全。傑利森發現，在酸度較高的水中，海螺開始逃跑，但它們並沒有移動到乾燥的地面，而是變得困惑，在水池周圍漫無目的地徘徊。

 

海洋酸化改變捕食者和獵物之間相互作用的能力可能會產生深遠的影響。傑利森和她的團隊尚不確定海螺為什麼會表現得困惑。他們認為這與動物試圖維持平衡的大腦化學物質時大腦發生的變化有關，這是他們希望進一步瞭解的問題。

 

“我真的很喜歡研究，尤其喜歡與海洋動物打交道，”傑利森說，“但是當我思考我的工作對未來意味著什麼時，這有點難以接受。我們發現的大多數事情是，世界將與我們今天看到的樣子截然不同。”

 

與此同時，傑利森繼續在野外進行這項研究，這是一項創造性的研究，她需要在所有時間醒來，徒步前往潮池並觀察海螺——所有這些都是為了瞭解海洋酸化對生態系統的連鎖影響。“我非常希望我們將作為一個社會向前邁進，並嘗試提出解決方案並實際做出改變。擁有希望很重要，”傑利森說。

 

海洋酸化可能會跨越國界，到達地球的各個角落，但瞥見一灘海水，便揭示了一個精緻的群落、一隻微小的海螺和一個重要的資訊。