תמנונים עשויים להתעוור כאשר שינוי האקלים יונק חמצן מהאוקיאנוס

הערת העורך: סיפור זה עודכן בשעה 11:20 בערב E.D.T. ביום שישי, 17 במאי

הפיכת חלקיקים קלים למידע חזותי היא עבודה קשה, וגופך מסתמך על חמצן כדי לבצע את העבודה. זה נכון בין אם אתה הולך על הארץ על שתי גפיים או שוחה בים עם שמונה.

למעשה, על פי מחקר שפורסם לאחרונה בכתב העת Journal of Experimental Biology, כמות החמצן העומדת לרשות חסרי חוליות ימיים כמו דיונונים, סרטנים ותמנונים עשויה להיות חשובה הרבה יותר לחזון שלהם מכפי שחשבו בעבר. במחקר, שפורסם באינטרנט ב- 24 באפריל, החוקרים ראו ירידה משמעותית בפעילות רשתית בארבעה מינים של זחלים ימיים (שני סרטנים, תמנון ודיונון) כאשר בעלי החיים נחשפו לסביבות חמצן מופחתות למשך פחות מ- 30 דקות.

עבור מינים מסוימים, אפילו ירידה זעומה ברמות החמצן הביאה לאובדן ראייה כמעט מיידי, ובסופו של דבר גרמה לעיוורון כמעט מוחלט לפני שהחמצן נכרך שוב.

על פי מחבר המחקר הראשי ליליאן מקורמיק, מועמד לדוקטורט במכון סקריפס לאוקיאנוגרפיה בלה ג'ולה, קליפורניה, צורה כלשהי של ליקוי ראייה עשויה להיות מציאות יומיומית עבור מינים אלה, הנודדים בין פני השטח הרוויים ביותר של האוקיאנוס לבין היפוקסיקה שלו (עומסי חמצן) עומקים במהלך שגרת האכלה היומית שלהם. וככל שרמות החמצן של האוקיאנוס ממשיכות לרדת ברחבי העולם, בין השאר בגלל שינויי אקלים, הסיכונים ליצורים אלה עשויים להתעצם.

"אני חושש ששינוי האקלים הולך להחמיר את הנושא הזה", אמר מק'קורמיק ל- Live Science, "וכי לקות ראייה עשויה להתרחש בתדירות גבוהה יותר בים."

כדי לחטט אגן עצם בעין

לצורך המחקר החדש, חוקרו מקורמיק וצוותה את דיונון השוק (Doryteuthis opalescens), תמנון דו-נקודתי (תמנון bimaculatus), סרטן טונה (Pleuroncodes planipes) וסרטן סלע חינני (Metacarcinus gracilis). מינים אלה כולם מקומיים באוקיאנוס השקט מדרום קליפורניה, וכולם עוסקים בשגרת צלילה יומית המכונה נדידה אנכית. בלילה הם שוחים ליד השטח כדי להאכיל; ביום הם יורדים למעמקים גדולים יותר להסתתר מהשמש (ומהטורפים הרעבים שהיא מביאה).

ככל שיצורים אלה נודדים למעלה ולמטה בעמוד המים, זמינות החמצן משתנה באופן דרמטי. האוקיאנוס מלא בחמצן סמוך לפני השטח, בו אוויר ומים נפגשים, ופחות משמעותי רווי חמצן בגובה 50 מטר (50 מטר) מתחת לפני השטח, שם מסתתרים הרבה סרטנים וסירופודים במהלך היום.

כדי לברר אם נדנדות יומיומיות אלה בחמצן משפיעות על ראיית בעלי החיים, מקורמיק חיבר אלקטרודות קטנות לעיניהם של כל אחד מזחלי הבדיקה שלה, שאף אחד מהם לא נמדד יותר מ- 0.15 אינץ '(4 מילימטרים). אלקטרודות אלה תיעדו את הפעילות החשמלית בעיני הזחל כאשר הרשתות שלו הגיבו לאור - "סוג של א.ק.ג., אבל עבור העיניים שלך במקום הלב שלך," אמר מקורמיק.

לאחר מכן הונח כל זחל במיכל מים ונראה להסתכל על אור בוהק בזמן שרמת החמצן של המים ירדה בהתמדה. הרמות נפלו מרוויה של 100% אוויר, רמות חמצן שהיית מצפה למצוא על פני האוקיאנוס, עד לכ- 20% רוויה, שהיא נמוכה ממה שהם חווים כיום. לאחר 30 דקות של מצב דל חמצן זה, רמות החמצן הועלו בחזרה ל 100%.

בעוד שכל אחד מארבעת המינים הראה סובלנות שונה במקצת, כל הארבעה ספגו פגיעה משמעותית בראייה כשנחשפו לסביבת החמצן הדלה. בסך הכל, פעילות הרשתית של כל זחל ירדה בין 60% ל 100% בתנאי חמצן נמוכים. מינים מסוימים, ובמיוחד דיונון השוק וסרטן הסלע, הוכחו כה רגישים שהחלו לאבד את חזונם ברגע שהחוקרים החלו להוריד את החמצן במיכל.

"כשהגעתי לרמות החמצן הנמוכות ביותר, החיות האלה כמעט סונוורות", אמר מק'קורמיק.

החדשות הטובות הן שאובדן הראייה לא היה קבוע. תוך כשעה מחזרתם לסביבת חמצן רוויה במלואה, כל הזחלים החזירו לפחות 60% מהחזון שלהם, כאשר מינים מסוימים חזרו לפונקציונליות של 100%.

עיוורים במים

סביר להניח כי מכיוון שהאוקיאנוס השקט חווה באופן טבעי תנאי חמצן דלים בקרבת דרום קליפורניה, המינים הרגישים ביותר מתמודדים עם איזשהו ליקוי בראייה מדי יום, אמר מק'קורמיק. (עם זאת, יש צורך במחקר נוסף כדי לדעת בוודאות.) בתקווה, הוסיף מק'קורמיק, מינים אלה בסיכון מפתחים באופן טבעי התנהגויות הימנעות כך שישחו לחלקים חמצןיים גבוהים יותר של האוקיאנוס כאשר ליקוי הראייה קורה.

עם זאת, אמר מק'קורמיק, דה-חמצון מהיר שנגרם כתוצאה משינויי אקלים עשוי להקשות על מינים אלה להסתגל. על פי מחקר שנערך בכתב העת Nature ב -2017, רמות החמצן באוקיינוס ​​כוללות ירדו בשיעור של 2% באופן גלובלי ב -50 השנה האחרונות וצפויים לרדת עד 7% נוספים עד שנת 2100. שינויי אקלים הם גורם משמעותי המניע את אלה אבידות, מחקר הטבע מצא בעיקר באזורים העליונים של האוקיאנוס, שם הזחלים שאותם למד מקרומיק נוטים לבלות את מרבית חייהם.

דה-חמצון זה הנגרם על ידי התחממות - בשילוב עם כוחות טבעיים כמו דפוסי זרימת רוח ומים הגורמים לרמות חמצן קרוב לפני השטח לא עקביות באזור - עלולים לגרום ליצורים פגיעים יותר לאבד את חזונם כשהם זקוקים לו יותר. בעלי חיים בסיכון עלולים להפוך ליעילים פחות בציד אחר מזון קרוב לפני השטח, ועלולים להחמיץ סימנים עדינים של טורפים בקרבם, אמר מקורמיק. זו אפשרות עגומה - עם זאת, יש צורך במחקר נוסף בכדי לקבוע את כמות אובדן הראייה הקשור בחמצן שהוא נדרש באמת לפני שיצורים אלה מבצעים טעויות שעלולות להזיק.

"אם אני מוציא את עדשות המגע שלי בבית ואסתובב, אני עשוי לדחוס את אצבעות כף הרגל, אבל אני אסתדר", אמר מק'קורמיק. "השאלה הבאה היא, כמה פגיעה ברשתית שווה לשינוי בהתנהגות הראייה?"

הערת העורך: סיפור זה עודכן לתיקון מדידת הזחלים. אורכם פחות מ- 0.15 אינץ ', לא 1.5 ס"מ. הסיפור עודכן גם הוא וציין כי חסרי חוליות ימיים בדרך כלל אינם חווים 20% רווי חמצן בסביבתם הרגילה.