Колонизация морских ежей в Средиземном море может противостоять жарким и кислым морям

Apr 19, 2023

В бурлящих жерлах у побережья Искьи, вулканического острова в Неаполитанском заливе, обитает любопытная популяция черноморских ежей. В течение как минимум 30 лет они жили в среде с низким уровнем pH и высоким содержанием углекислого газа – аналог кислотных океанов, вызванных изменением климата.

Теперь исследователи из Сиднейского университета определили, что они также могут переносить беспрецедентно высокие температуры моря — еще один побочный продукт изменения климата. Это означает, что эти ежи, которые уже являются одними из самых многочисленных животных в Средиземном море, вероятно, будут грабить и дальше, поскольку океаны продолжают нагреваться и становиться более кислыми.

Исследователи описали свои выводыв Biology Letters, издании Королевского общества.

Средиземное море нагревается на 20 процентов быстрее, чем в среднем по миру: прогнозируется, что к 2100 году потепление достигнет 5,8°C.

«Учитывая их способность выдерживать большой диапазон температур, эти морские ежи, вероятно, продолжат распространяться по всему Средиземному морю, что будет иметь серьезные последствия для прибрежной среды обитания», — сказала ведущий исследователь, морской биолог из Сиднейского университета доктор Шона Фу.

Когда численность ежей увеличивается непропорционально, они опустошают леса и водоросли – источник пищи – вызывая вымирание других видов, которые полагаются на водоросли в качестве пищи или убежища. То, что осталось – каменистое, песчаное, заполненное ежами морское дно – известно как «пустошь для ежей».

По всему миру, в том числе на восточном побережье Австралии и на береговой линии, простирающейся от Новой Шотландии до Чили, пустоши ежей постоянно растут. Во многом это можно объяснить повышением температуры моря, способствующим расширению популяций морских ежей, поскольку вода становится достаточно теплой, чтобы их потомство могло выжить.

Например, на юго-востоке Австралии длинноиглый морской еж размножился и переместился на юг, поскольку течения, усилившиеся в результате изменения климата, нагревают моря. Когда-то они были локализованы в Новом Южном Уэльсе, теперь их можно найти на Тасмании, где они перевыпасают водоросли, что оказывает негативное воздействие на фермы по выращиванию морских ушек и омаров.

Несмотря на то, что он не практикует осознанность и не занимается целенаправленными физическими упражнениями, черноморского ежа трудно вызвать стресс. Исследователи обнаружили это, проверяя их жароустойчивость. Они извлекли оплодотворенные в лаборатории эмбрионы из популяции ежей.живущие внутри и за пределами источников CO2 попадают в широкий диапазон температур: от 16 до 34°C.Вода вокруг острова Искья обычно имеет температуру 24°C.

Они не только имели одинаковую максимальную термостойкость; 24-часовые эмбрионы ежей, акклиматизированных с низким уровнем pH (из жерл), могли выдерживать больший диапазон температур, чем эмбрионы, живущие при нормальном pH — диапазон 12,3°C против 5,4°C.

«Мы не знали, будет ли акклиматизация к одному стрессу — высокому уровню CO2 — означать, что ежи будут более восприимчивы к другим стрессорам, таким как потепление», — сказал Фу. «Вы можете сравнить это с тем, что люди не так хорошо справляются с работой, когда они действительно находятся в стрессе. Однако наши результаты показывают, что жизнь в среде с низким pH не создает никаких компромиссов».

Только при 32°C оба типа эмбрионов пострадали из-за жары, их развитие было более аномальным, чем можно было бы наблюдать в общей популяции ежей. Прогнозируется, что Средиземное море достигнет такой высокой температуры в разгар лета только примерно через 30 лет — к 2050 году.

Однако Фу говорит, что сверхспособности к выживанию жерловых ежей могут дать представление об адаптациях, которые могут понадобиться другим животным, чтобы выжить, когда океаны нагреваются и становятся более кислыми, например, путем определения генов, ответственных за их высокую стрессоустойчивость.

«Нам повезло, что у нас есть возможность работать в такой уникальной системе с животными, акклиматизированными с низким pH», — сказал Фу. «Они дают нам представление о состоянии организмов и экосистем в будущем океане».

- Этот пресс-релиз предоставлен Сиднейским университетом.