海洋酸化影响早期生命阶段的贻贝

贝壳通过坚硬的钙质壳保护自己免受环境影响和敌人。酸化增加使生物体越来越难以形成其壳。来自基尔大学(基尔大学)和GEOMAR亥姆霍兹海洋研究中心基尔的一组研究人员表示，贻贝幼虫对海洋酸化敏感，导致今天在国际期刊“自然通讯”杂志上发表的一项研究中钙化率降低解析度。

贻贝是德国北部的热门海鲜。棕黑色贝壳出现在海洋的潮汐范围内。但是，像海洋中的许多生物一样，它们用敌人的石灰壳保护自己，贝壳受到海水酸化程度增加的威胁。这是由于从大气中吸收了额外的二氧化碳，二氧化碳溶解在海水中。贻贝已经对早期生命阶段的pH下降非常敏感。造成这种情况的一个重要原因是幼虫阶段的钙化率很高：在生命的第一天和第二天之间形成钙质壳，这对应于身体其他部分的重量。基尔研究人员的一项研究表明了这一点。

“这是我们第一次使用两种方法来了解一到两天带壳幼虫的钙化及其对气候变化的敏感性，”该研究的第一作者，GEOMAR生理生理学小组的博士生Kirti Ramesh说。和综合海洋科学学院(ISOS)的卓越集群“未来的海洋”。“借助荧光染料和特殊的显微镜方法，我们能够了解碳酸钙在活幼虫身上的沉积情况，并表明碳酸钙不会像以前认为的那样在细胞内形成。钙更可能直接从海水通过特殊蛋白质运输到壳中。

在第二步中，研究小组直接在壳壳下研究了非生物条件。用微小的自制玻璃微电极测量微小结节中的钙，pH和碳酸盐。“这是我们第一次能够证明贻贝幼虫能够提高pH值和壳体下方的碳酸盐浓度，从而导致更高的钙化率，”Drs解释说。Frank Melzner，GEOMAR生态生理学工作组组长。“然而，随着酸化程度的增加，低于壳的pH值也会降低，这会导致钙化速率降低，并且在二氧化碳浓度非常高的情况下，壳溶液和死亡率增加导致，”Melzner继续说道。然而，有趣的是，壳仅在非常低的pH值下溶解。

“通过这些结果，我们可以建立贝类钙化速率与海水碳酸盐化学之间的直接关系，”医学博士说。Markus Bleich，基尔大学生理学研究所所长。贻贝幼虫对酸化的高灵敏度的原因是贻贝幼虫的离子调节系统有限，Bleich继续说道。

下一步是什么?“我们使用遗传和蛋白质组学方法来研究哪些蛋白质在钙和碳酸盐的运输中起作用，壳中的哪些有机物会增加耐酸性。我们实验室的结果表明，一些贻贝种群，特别是来自波罗的海的贻贝种群，更加耐受海洋酸化。“我们怀疑贻贝壳抗酸性增加的关键在于有机壳成分的变化，”Melzner说。这种耐受性种群可能成为气候变化的赢家。

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