Tin tức Vũ trụ TV

‘Khả năng hít thở’ của đại dương là chìa khoá cho các loài sinh vật biển

Ngày:
Th5 17, 2020
Tóm lược:

Hơi thở đại dương, kết hợp nồng độ oxy, nhu cầu oxy của một loài và nhiệt độ nước, phù hợp với sự dịch chuyển trong quần thể cá cơm phía bắc từ những năm 1950 đến nay. Dưới sự thay đổi khí hậu, loài cá ăn cỏ chủ chốt này có thể không còn có thể sống sót ở phần phía nam của phạm vi của nó, ngoài khơi Mexico và miền nam California.

Share:
CÂU CHUYỆN ĐẦY ĐỦ

Sinh vật biển ngoài khơi Bờ Tây, từ Mexico qua Canada, sinh sống ở California Hiện tại. Nước mát, giàu chất dinh dưỡng hỗ trợ sự sống từ thực vật phù du vô hình đến cá hồi, cá đá và cua Dunguity quan trọng đến loài orcas hùng vĩ.

Một nghiên cứu mới do Đại học Washington dẫn đầu cho thấy khả năng hít thở trong nước của động vật có thể là chìa khóa để chúng phát triển mạnh ở đâu và khi nào. Nghiên cứu được công bố ngày 15 tháng 5 trên tạp chí Science Advances , sử dụng sự hiểu biết gần đây về khả năng thở của nước và dữ liệu lịch sử để giải thích chu kỳ dân số của cá cơm phía bắc. Các kết quả cho loài quan trọng này có thể áp dụng cho các loài khác trong hiện tại.

Tác giả chính của UW, nhà nghiên cứu về hải dương học chia sẻ: “Nếu bạn lo lắng về sinh vật biển ngoài khơi bờ biển phía tây Bắc Mỹ, bạn lo lắng về cá cơm và các loại cá thức ăn gia súc khác ở California hiện tại. Cuối cùng, đó là những gì củng cố mạng lưới thức ăn”.

Cá cơm là một loài cá nhỏ, bạc bơi trong trường học và tạo thành một phần chính trong chế độ ăn của cá lớn hơn. Paul Asman và Jill Lenoble / Wikimedia
Cá cơm là một loài cá nhỏ, bạc bơi trong trường học và tạo thành một phần chính trong chế độ ăn của cá lớn hơn.
Paul Asman và Jill Lenoble / Wikimedia

Nghiên cứu cho thấy các loài phản ứng với việc nước thoáng khí như thế nào – sự kết hợp giữa nồng độ oxy trong nước và nhu cầu oxy của loài, bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ nước. Dữ liệu lịch sử cá cơm phù hợp với mô hình này và nó cho thấy phần phía nam của phạm vi của chúng có thể không thể ở được vào năm 2100.

Biến đổi khí hậu không chỉ làm ấm đại dương – nó làm cho oxy giảm, điều này có thể buộc cá và các động vật đại dương khác di chuyển ra khỏi phạm vi bình thường của chúng để tìm nước có hàm lượng oxy cao hơn.

Quần thể cá cơm được biết là chu kỳ theo thời gian nhưng lý do đã rất bí ẩn. Những giải thích khác – thu hút nguồn cung cấp thực phẩm, tương tác giữa động vật ăn thịt, cạnh tranh với các loài khác và sở thích nhiệt độ – không thể giải thích đầy đủ các chu kỳ quần thể cá cơm từ những năm 1950 đến nay, đã được ghi lại cẩn thận.

Mô hình 75 trạm là điển hình cho các chuyến du thuyền mùa hè và mùa thu của CalCOFI, nơi đã thu thập dữ liệu về sinh vật biển và điều kiện đại dương ngoài khơi bờ biển California. Kế hoạch lấy mẫu ban đầu của năm 1950 tương tự nhưng bao phủ một khu vực rộng lớn hơn, từ mũi phía bắc California đến mũi phía nam của bán đảo Baja. CalCOFI
Mô hình 75 trạm là điển hình cho các chuyến du thuyền mùa hè và mùa thu của CalCOFI, nơi đã thu thập dữ liệu về sinh vật biển và điều kiện đại dương ngoài khơi bờ biển California. Kế hoạch lấy mẫu ban đầu của năm 1950 tương tự nhưng bao phủ một khu vực rộng lớn hơn, từ mũi phía bắc California đến mũi phía nam của bán đảo Baja.
Tín dụng: CalCOFI

Kể từ cuối những năm 1940, Cơ quan Điều tra Nghề cá Đại dương Hợp tác xã California, hay CalCOFI, một quan hệ đối tác giữa các cơ quan liên bang và tiểu bang California, đã theo dõi sinh vật biển và các điều kiện ngoài khơi. Nó được thành lập sau sự sụp đổ kinh tế của nghề cá mòi vào những năm 1940 với mục tiêu tránh sự sụp đổ nghề cá khác và hiểu rõ hơn về quần thể biển.

“Họ không chỉ đo cá cơm, họ đang đo mọi thứ họ có thể có trong tay”, Howard nói. Bởi vì cá cơm rất nhiều và quần thể của chúng tăng vọt sau vụ sụp đổ cá mòi, những con cá này cung cấp một kỷ lục tốt về thời gian và không gian trong nửa thế kỷ qua.

Nghiên cứu trước đây của nhóm UW đã chỉ ra rằng “hơi thở”, tác động kết hợp của nhiệt độ và mức oxy, là chìa khóa cho sự sống sót của động vật biển. Nghiên cứu năm 2015 đã sử dụng các mô hình để kết hợp các tác động của nước biển ấm hơn có thể giữ ít oxy hơn với nhu cầu trao đổi chất của động vật biển tăng lên trong môi trường ấm hơn.

Nghiên cứu mới cũng đã rút ra một bài báo năm 2018 phân tích nhu cầu oxy cho nhiều loại động vật biển ở nhiệt độ nước khác nhau. Hai nghiên cứu trước tập trung vào tương lai, dưới sự thay đổi khí hậu và quá khứ xa xôi, cho một sự kiện tuyệt chủng lớn.

Các nhà nghiên cứu đã mô hình hóa đại dương phía ngoài khơi Bờ Tây, từ Baja California đến Đảo Vancouver của Canada. Bề mặt trên cho thấy liệu đại dương phía trên có chứa đủ oxy cho một động vật biển mô hình hay không: Khi phân số là 1 (bề mặt trên là màu xanh), động vật có thể sống trên toàn bộ đại dương, từ bề mặt đến độ sâu 200 mét. Khi phân số bằng 0 (mặt trên màu đỏ), con vật không có đủ năng lượng cho các hoạt động bình thường của nó trong phần đó của đại dương. Nước trở nên không thể ở được khi nhiệt độ (dưới cùng bên trái) cao hơn và nồng độ oxy thấp hơn (dưới cùng bên phải). Howard et al./Science Advances
Các nhà nghiên cứu đã mô hình hóa đại dương phía ngoài khơi Bờ Tây, từ Baja California đến Đảo Vancouver của Canada. Bề mặt trên cho thấy liệu đại dương phía trên có chứa đủ oxy cho một động vật biển mô hình hay không: Khi phân số là 1 (bề mặt trên là màu xanh), động vật có thể sống trên toàn bộ đại dương, từ bề mặt đến độ sâu 200 mét. Khi phân số bằng 0 (mặt trên màu đỏ), con vật không có đủ năng lượng cho các hoạt động bình thường của nó trong phần đó của đại dương. Nước trở nên không thể ở được khi nhiệt độ (dưới cùng bên trái) cao hơn và nồng độ oxy thấp hơn (dưới cùng bên phải).
Tín dụng: Howard et al./Science Advances

Các nhà nghiên cứu đã kết hợp các quan sát với các mô hình đại dương để lấp đầy các khoảng trống trong dữ liệu và chỉ ra rằng chỉ số dễ thở thay đổi theo thời gian và tương ứng với khi quần thể cá cơm tăng và giảm, và khi chúng di chuyển sâu hơn hoặc gần bờ hơn.

Tác giả cao cấp của Curtis, giáo sư của UW về hải dương học kết luận: “Nghiên cứu này là nghiên cứu đầu tiên chứng minh trong khoảng thời gian hàng thập kỷ rằng một loài đang phản ứng rất gần với chỉ số trao đổi chất này – đại dương trong môi trường sống của nó đã trở nên dễ thở như thế nào. Nó bổ sung một dòng xác minh mới, độc lập rằng các loài trong đại dương được sắp xếp phù hợp với môi trường sống của chúng.”

Các tác giả sau đó đã xem xét mức độ của môi trường cá cơm trong tương lai dưới sự thay đổi khí hậu. Những thay đổi dự kiến ​​trong điều kiện nước có thể sẽ khiến phần phía nam của phạm vi cá cơm, ngoài khơi bờ biển Mexico và Nam California, không thể ở được vào năm 2100.

Các nhà khoa học hy vọng môi trường sống sẽ thay đổi đối với tất cả các loài sống phụ thuộc vào oxy để sinh tồn. Nếu chúng ta hiểu làm thế nào những động vật này phản ứng với môi trường của chúng, chúng ta có thể dự đoán tốt hơn những quần thể này sẽ bị ảnh hưởng như thế nào khi điều kiện thay đổi.


Nguồn truyện:

Tài liệu được cung cấp bởi Đại học Washington . Bản gốc được viết bởi Hannah Hickey. Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.


Tạp chí tham khảo :

  1. Evan M. Howard, Justin L. Penn, Hartmut Frenzel, Brad A. Seibel, Daniele Bianchi, Lionel Renault, Fayçal Kessouri, Martha A. Kinh, James C. McWilliams, Curtis Đức Mất môi trường sống hiếu khí do khí hậu trong Hệ thống hiện tại California . Tiến bộ khoa học , 2020; 6 (20): eaay3188 DOI: 10.1126 / sciadv.aay3188

Bài viết liên quan

Bài viết mới