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持續(xù)上升的二氧化碳排放不僅導(dǎo)致了溫室效應(yīng)，還造成了全球海洋酸化。此前的研究已經(jīng)指出，海水中溶解的二氧化碳正對(duì)貝類、珊瑚等海洋生物的生存造成持續(xù)的威脅。現(xiàn)在，影響已經(jīng)波及到海洋霸主——鯊魚。一項(xiàng)發(fā)表于《科學(xué)報(bào)告》的最新研究發(fā)現(xiàn)，鯊魚的鱗片和牙齒可能遭受酸化海水的腐蝕。這將嚴(yán)重影響鯊魚的捕食與游動(dòng)，甚至威脅到物種存亡以及海洋生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。
鯊魚是全世界最兇猛的捕食者之一，但它們?cè)诤Ｑ笫澄镦溕系奈恢茫艿胶Ｋ兣秃Ｑ笏峄挠绊?。根?jù)近期發(fā)表在《科學(xué)報(bào)告》上的一項(xiàng)研究，隨著海水中的二氧化碳濃度上升，海水的酸度增加，鯊魚的牙齒和齒狀鱗片（盾鱗）開始受到腐蝕，而這會(huì)限制鯊魚的游泳和捕食能力。
Lutz Auerswald是南非斯泰倫博斯大學(xué)以及該國農(nóng)林漁業(yè)部的漁業(yè)生物學(xué)家，也是這項(xiàng)研究的通訊作者。他表示，鯊魚在海洋中的頂級(jí)捕食者地位最終可能會(huì)被替代，這將會(huì)擾亂整個(gè)海洋的食物鏈?！耙恍w型較大的鯊魚（例如如大白鯊）已經(jīng)高度瀕危，而這種海洋環(huán)境的變化可能會(huì)讓它們走向滅亡?！?/p>
南非環(huán)境事務(wù)部的海洋研究學(xué)者Sarika Singh從啤酒中獲得了該研究的靈感。當(dāng)Singh注意到酸度較高的啤酒以及其他碳酸飲料會(huì)腐蝕人類的牙齒時(shí)，她立刻意識(shí)到，酸度更高的海水也可能腐蝕鯊魚的牙齒。
絕大多數(shù)有關(guān)海洋酸化的研究，主要集中在貝類或其他以鈣為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的物種，例如珊瑚。只有少量研究考慮海洋酸化對(duì)鯊魚的影響，這可能是因?yàn)轷忯~的體型過于龐大，不易進(jìn)行研究；另外有許多鯊魚物種正瀕臨滅絕。其中，只有一項(xiàng)研究檢測(cè)了海洋的pH值變化對(duì)鯊魚牙齒和鱗片的影響，但研究人員只研究了分布在北大西洋的小點(diǎn)貓鯊，并沒有發(fā)現(xiàn)顯著的影響。但這項(xiàng)研究中海水的二氧化碳濃度較低，而目前大片海域的酸度已經(jīng)超過了研究的假設(shè)。
在光學(xué)顯微鏡下，埃氏寬瓣鯊的齒質(zhì)。（圖片來自：Jaqueline Dziergwa）
在最新論文中，Auerswald、Singh和同事的研究對(duì)象是埃氏寬瓣鯊（Haploblepharus edwardsii），這是一種底棲的小型貓鯊，主要分布在南非。這種鯊魚的牙齒很小，所以研究人員決定研究海洋酸化對(duì)較大的盾鱗的影響。因?yàn)轷忯~的牙齒和盾鱗都是由一種名為齒質(zhì)的多孔磷酸鈣材料構(gòu)成，因此研究人員認(rèn)為鯊魚的牙齒可能出現(xiàn)與盾鱗一致的影響。
研究人員在南非開普敦港捕捉埃氏寬瓣鯊，并將它們轉(zhuǎn)移到一家由政府資助的研究型水族館。經(jīng)過4個(gè)月的適應(yīng)后，這13條鯊魚被分為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組。對(duì)照組的貓鯊被養(yǎng)在微堿性、pH值為8.1（與海水的pH值相當(dāng)）的大型水缸中。與此同時(shí)，實(shí)驗(yàn)組貓鯊生活的水體pH值被逐漸調(diào)整至7.3——如果人類的二氧化碳排放持續(xù)增長，那么到2300年時(shí)，海水的pH值就會(huì)降至7.3。（即使是目前，在南非、美國加利福尼亞州等地區(qū)的海水中，由于洋流和風(fēng)的影響，海水的pH已經(jīng)達(dá)到了7.3甚至更低。）
實(shí)驗(yàn)中的埃氏寬瓣鯊（圖片來源：Jaqueline Dziergwa）
實(shí)驗(yàn)開展兩個(gè)月后，研究人員通過電子顯微鏡分析了鯊魚盾鱗齒質(zhì)中的鈣和磷酸鹽濃度，發(fā)現(xiàn)這些齒質(zhì)明顯變小了。實(shí)驗(yàn)組的鯊魚盾鱗有25%受損，而對(duì)照組只有9%。挪威科技大學(xué)的生物學(xué)家Fredrik Jutfelt說：“如果僅僅兩個(gè)月之后，這些鯊魚就出現(xiàn)了明顯的腐蝕，可想而知一年之后，它們會(huì)變成什么樣?！?/p>
Auerswald提出，海洋酸化對(duì)不同物種的影響不盡相同。埃氏寬瓣鯊喜歡在海底安靜地等待和伏擊獵物，所以被腐蝕的盾鱗可能不會(huì)影響它們的捕食活動(dòng)。但對(duì)于體型更大、通過游動(dòng)捕食的鯊魚（如大白鯊）來說，它們的盾鱗在游動(dòng)的過程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。一項(xiàng)發(fā)表于《魚類生理學(xué)》的研究發(fā)現(xiàn)，鯊魚的盾鱗能使鯊魚的游泳速度提高12%。因此，損壞的盾鱗不僅會(huì)降低鯊魚的速度，還會(huì)讓它們更難捕食獵物。雌性鯊魚的盾鱗能保護(hù)它們不被求愛的雄性鯊魚咬傷，另一些鯊魚也需要盾鱗來免受捕食者的傷害。因此，同等程度的腐蝕，將對(duì)一些鯊魚造成更嚴(yán)重的傷害。
目前，關(guān)于海洋酸化對(duì)其他需要固定鈣的生物的影響，已經(jīng)有了更充分的研究，這些研究也顯示出廣泛的差異性。Auerswald和同事觀察到龍蝦對(duì)水體酸化顯示出一定的適應(yīng)性，而鮑魚的生長速度會(huì)顯著降低。Auerswald表示：“鮑魚的殼因?yàn)楹Ｑ笏峄?，看起來很嚇人。許多動(dòng)物曾經(jīng)歷了海洋酸度更高的一些遠(yuǎn)古時(shí)期，但也有大量的物種在這些過程中消失了。只有對(duì)各個(gè)海洋物種進(jìn)行逐一分析，我們才能詳細(xì)了解它們將遭受的影響?！?/p>
