海水可能很快就会对鲨鱼的牙齿产生令人震惊的影响

他们为鲨鱼做假牙吗?将来,他们可能需要使用最近的研究这表明鲨鱼可能会因海洋酸化而失去致命的咬合力。

鲨鱼的牙齿是动物王国羡慕的对象:它们锋利且不断生长。当一颗牙齿脱落时,下一颗牙齿就会在原处长出。这种牙齿再生对鲨鱼的生存至关重要,因为它们(显然)依靠可怕的牙齿来捕捉猎物。

然而,尽管鲨鱼的牙齿由高度矿化的磷酸盐制成,并且高度适应切片和啃咬,但鲨鱼的牙齿很容易受到腐蚀,德国海因里希·海涅大学的生物学家马克西米利安·鲍姆说。特别是随着人为碳排放导致海洋酸化持续加剧。

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海洋是一个有效的碳汇,吸收了大约30%二氧化碳(CO2)释放到大气中。但作为大气中的一氧化碳2增加,更多的最终进入海洋。它与海水发生反应,增加氢离子的浓度,降低 pH 值并导致海洋酸化。

此外,这会导致碳酸根离子的可用性降低,影响贝壳和珊瑚的构建,破坏水生生态,并对从贝类和海胆到珊瑚和浮游生物的一系列海洋生物产生不利影响。

目前,全球海洋平均 pH 值为 8.1,与小苏打相当,这是一个有趣的事实。然而,到 2300 年,预计其酸性将降至 7.3,几乎是今天的 10 倍。

为了确定未来海洋酸化对鲨鱼牙齿的影响,研究人员从黑鳍礁鲨身上收集了 600 多颗自然丢弃的牙齿(黑翅目 Carcharhinus melanopterus)来自德国奥伯豪森海洋生物水族馆。

黑鳍礁鲨是热带珊瑚礁环境的重要组成部分,它们的多排牙齿经常与海水接触。由于这些鲨鱼采用被动呼吸系统,因此它们必须张开嘴游泳,以帮助富含氧气的水通过鳃。

然后,研究人员将 16 颗最完美无瑕的废弃牙齿孵育在单独的人工海水罐中,其中一颗的 pH 值为 8.2,另一颗的 pH 值徘徊在 7.3,与预测的未来海洋状况相当。

比较在 pH 值为 8.2 和 7.3 的人工海水罐中孵育的鲨鱼牙齿,显示在更酸性 (pH 7.3) 的条件下明显降解。(斯特芬·科勒)

在酸性更强的条件下孵育的牙齿显示出裂缝和孔洞的显着增加。牙齿的每个部分都受到负面影响:酸化导致牙冠腐蚀、牙根退化,并且锯齿中的精细细节经常丢失。

有趣的是,牙齿的平均周长有所增加,尤其是在较高的 pH 值下。作者说,这反映了不规则现象的增加,而不是牙齿的实际扩张。

理论上,不规则性的增加可以提高切割效率(锯齿基本上是不规则),但它也会使它们变得更弱,更容易断裂。

鲨鱼牙齿在 pH 值为 7.3 的水中孵育 8 周的显微视图,展示了酸性腐蚀的影响。(斯特芬·科勒)

这些结果对许多海洋动物具有深远的影响,包括鲨鱼,他们已经受到过度捕捞的威胁.

酸化还可能导致生长速度降低和营养需求增加,而牙齿较弱则难以满足。在酸性更强的海洋中,其他类型的鲨鱼可能面临较低的孵化率或化学感受器敏感性降低的问题。

腐蚀也会降低鲨鱼的真皮小齿,它们覆盖着它们的身体,在功能上就像鳞片一样,尽管它们在成分上就像牙齿。这些鳞片既提供了保护,又增加了流体动力学,当它们腐蚀时,鲨鱼可能会失去一些运动效率,因此面临更多的能源成本。

相关:科学家警告说,世界海洋的酸性过高而无法维持生命

总体而言,这项研究进一步强调了气候变化令人惊讶的全面、出乎意料且难以预测:“这提醒我们,气候变化的影响会通过整个食物网和生态系统级联,”解释鲍姆。

最后,作者确实注意到了一些局限性,包括他们使用废弃的牙齿。海洋酸化对仍然附着在鲨鱼身上的活牙的影响可能不同。

酸化的总体影响也是不确定的,因为一些板鳃类(一组软骨鱼,包括鲨鱼、鳐鱼和鳐鱼)显示出在不断变化的条件下维持血液 pH 值的能力。然而,科学家们必须在 2300 年之前弄清楚更精细的细节。

这项研究发表在海洋科学前沿.

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