海水酸化

 
2017/02/24 王道還 | 生物人類學者(已退休)     600
 
大氣中CO2濃度增加,後果之一是海水酸化。因為CO2會溶於水,變成碳酸 – 一種弱酸,海水的酸鹼值(pH)因而改變。那麼,後果是什麼?根據國中化學,醋可以溶解石灰石。因此我們很容易設想,海水pH值下降之後,立即會受影響的生物是有殼類:牠們不容易形成硬殼。田野調查似乎也支持這個推測,因為有些海洋生物的殼的確變得比幾十年前薄而且脆弱。但是,仍然沒有人在野外做實驗,直接觀察海水pH值降低對於海洋生物的影響。

於是紐西蘭海洋生物學家拉麥爾(Miles Lamare)想到海洋中有些地方海水會自然酸化,例如巴布亞紐幾內亞諾曼比島西南海岸珊瑚礁的海底溫泉,拉麥爾便以長海膽(Echinometra)做了兩個實驗。研究人員先到pH值正常的珊瑚礁海域捕捉成熟海膽,然後讓牠們產生胚胎,最後把胚胎分別放在海底溫泉海域(實驗組),以及pH值正常的海域(控制組),24〜48小時後再分別測量、觀察。結果,實驗組發育得比較緩慢,而且身體不對稱的個體比較多。

第二個實驗,則是觀察適應酸化海水的後果。研究人員分別到pH值正常的海域,以及海底溫泉海域捕捉海膽,再把牠們的胚胎分為兩組,分別放入不同的海域發育。結果,胚胎發育速率沒有顯著差異,可是在溫泉海域生活的親代,產生的胚胎無論在哪裡平均長度都稍長,而且在pH值正常的海水中,不對稱個體的數量少得多。有趣的是,在溫泉海域發育的胚胎,無論親代哪裡來的,不對稱的比率都很高;親代來自溫泉海域的胚胎並沒有優勢 ─ 不對稱的比率稍高。

不過這個研究本身的意義比實驗結果大,因為拉麥爾找到了研究海水酸化的自然場域,讓科學家可以從事田野研究,不必依賴人工環境中蒐集的資訊。

參考資料
  1. Lamare, M. D., et al. (2016) In situ developmental responses of tropical sea urchin larvae to ocean acidification conditions at naturally elevated pCO2 vent sites. Proc. R. Soc. B, 283: 20161506. DOI: 10.1098∕rspb.2016.1506.  Published 30 November 2016.