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碳排放增量,鲨鱼没胃口

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  在富含二氧化碳的水池里面,成年白斑角鲨会忽略甚至躲避鱿鱼气味。

  此次使用的二氧化碳浓度是根据2050年和2100年的预测值。研究显示捕食者和猎物的天然关系可能会受到海洋水体中增长的二氧化碳浓度的影响。

  “鲨鱼们的追踪行为和攻击行为受影响尤其严重,”Danielle Dixson说,他是佐治亚理工的一名生物学助理教授。“鲨鱼就是游动的鼻子,因此在寻找食物时化学信号对它们很重要。”

  这项研究发表在《全球生物变化》上,第一次测试了在不同酸性条件下鲨鱼感知食物气味的能力,这些酸性条件则是根据未来一个世纪海洋水体酸性变化而设定的。

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  释放到大气中的二氧化碳会被海水吸收,溶解之后会降低水的pH值。显酸性的水通过扰乱神经系统的独特受体GABAA来影响鱼类行为。GABAA存在于大多数海洋生物体的神经系统里。当GABAA停止工作时,神经元也会无法正常工作。

  Dixson的早期研究显示受到海洋板块中渗出的二氧化碳影响,许多生活在珊瑚礁附近的鱼类将比普通条件下更难探测出捕食者的气味。

  此项研究的共同作者,澳大利亚James Cook大学的Philip Munday表示在早期研究中也发现,在模拟未来海水酸度状况时,珊瑚礁中的小型捕食鱼类,准雀鲷也对水中的食物失去了兴趣。

  鲨鱼水道

  最新研究的实验在马萨诸塞州Cape Cod伍兹霍尔海洋研究所进行。24条从附近水体捕获的鲨鱼被分别放置在一条10米长的水道里。水道像是游泳池的两条泳道。鱿鱼的气味只出现在其中一条泳道,另一条是普通海水。

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  鲨鱼一般都会偏好水池的一边,所以研究人员首先评定每条鲨鱼的倾向。然后他们在普通海水条件下进行控制实验,保证鲨鱼会游向食物气味。在目前水体酸度条件下,鲨鱼将花更长的一段时间在含有鱿鱼气味的水道里。

  下一步,鲨鱼将会被放置于三种不同二氧化碳浓度的水池中5天:本地水体目前浓度(405±26μatmCO2),预测的2050年浓度(741±22μatmCO2),预测的2100年浓度(1064±17μatmCO2)。

  撞击和撕咬行为

  在这5天内,鲨鱼不会被喂食以保证它们会主动追踪食物气味。然后鲨鱼被放入水道,观察它们的追踪行为。

  普通水池和中等CO2浓度的水池里,鲨鱼大概有60%的时间待在含有食物气味的水道里。而在高浓度CO2的水池里,时间则减少了15%。

  含食物气味的水流也会从砖缝中喷出,让鲨鱼去攻击。不过在中高浓度CO2条件下鲨鱼的攻击行为也减少了。“它们撞击和撕咬行为相比对照组都有明显减少,”Dixson说,“就好象它们对食物不感兴趣。”

  不过二氧化碳浓度变化不影响鲨鱼的整体活动水平。鳃的活动水平可代表心跳频率,实验显示不同条件的鲨鱼鳃活动没有明显不同。

  变化太快

  实验室里的研究结果也不完全代表自然海洋水体里的结果,因为还有其他的潜在因素影响这整个测评结果。

  比如在使用气味线索是没有用活体食物,因为鲨鱼可以用其他感官来探测猎物,比如听觉和电脉冲的感知能力。只利用气味线索,研究员们就可以集中研究鲨鱼的化学感知。Dixson的下一步工作将研究海洋酸度变化如何影响鲨鱼的其他感官。

  鲨鱼是古老物种,它们已经适应了几十万年的海洋酸度变化。但是在CO2浓度上升如此迅速的今天,它们还能否适应这些变化呢?“关键问题是现在的变化速度太快了,鲨鱼还从没见过这种变化。”Dixson说。