受外殼溶解影響的螃蟹,可能會發育不良 / source:https://research.noaa.gov/

首長黃道蟹(Dungeness crab),又名黃金蟹,在美國西岸的漁業中佔有顯赫的地位。美國國家海洋和大氣管理局(National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA)西北漁業科學中心(Northwest Fisheries Science Center)於 2016 年對黃金蟹幼體進行了實驗室研究,認為當時的海洋酸化程度不足以對其產生影響,但是預期未來的海水 pH 值將會影響牠們的發展與生存。然而 2016 年 NOAA 研究船蒐集的樣本在近期完成分析,推翻前述的觀點,研究人員發現許多幼蟹背甲受損以及毛髮狀感覺器官脫落的案例。

幼蟹外殼溶解

跨國組成的研究小組結合觀察和建立模型,發現外殼溶解影響最嚴重的地區在螃蟹生長和發育成熟的沿海棲息地。該研究的共同作者之一,NOAA 太平洋海洋環境實驗室資深科學家理查·費利博士(Richard Feely)表示:「我們發現了幼蟹受到酸化溶解的影響,這原本預期本世紀晚期才會出現。」

主要作者南加州沿岸水體研究專案(Southern California Coastal Water Research Project)的資深科學家妮娜·貝德納塞克(Nina Bednarsek)表示:「這是在先前理解到海洋酸化會影響翼足目動物(pteropod)後,首個指出黃金蟹幼體已在自然環境中受到海洋酸化影響的研究。如果螃蟹已經受到影響,我們真的需要確保我們開始更加注意食物鏈的各個部分,以免為時已晚。」

海洋酸化

海洋酸化是指海水 pH 值的降低,主要是因為海水長時間從大氣中吸收二氧化碳。當二氧化碳被海水吸收時,會發生一系列化學反應,從而導致氫離子濃度增加,使海水酸度增加,並使碳酸根離子的含量降低。

碳酸根離子是貝殼和珊瑚等需要使用碳酸鈣進行結構生長的重要組成。碳酸根離子減少會使貝殼和牡蠣、蛤、海膽、螃蟹、珊瑚和某些帶殼的浮游生物(如翼足類)難以生長和維持其碳酸鈣結構。

傷害與後遺症

該研究以電子顯微鏡檢查發現,沿海水域的酸度已經足以腐蝕幼蟹脆弱、仍在發育的外殼和腿部,造成異常起伏的結構和帶疤的表面。這可能會改變游泳行為,以及調節浮力、保持垂直姿勢和避開捕食者的能力,進而損害幼體的生存。

這項研究最重要的發現之一,顯示幼蟹有甲殼溶解的跡象。幼蟹的損傷可能會導致發育延遲,從而增加能量需求並干擾成熟。這讓科學家感到不安。

另一個令人驚訝的發現是,有些幼蟹的機械感受器(mechanoreceptors)因為外殼溶解受損而脫落,這是甲殼類對海洋酸化敏感的一個新觀點。研究小組認為,神經管內機械感受器的缺失或受損,也許可以解釋在實驗室環境中各種甲殼類動物暴露於低 pH 條件時觀察到的異常行為模式,例如動作緩慢、觸覺識別能力降低、搜索時間延長,以及游泳能力受損。

需要更多研究

貝德納塞克博士強調,將需要進行更多的研究,來確定幼蟹的外殼溶解是否會延續到可繁殖的成年階段,以及對族群數量變化的潛在影響。她表示:「如果這些幼蟹需要轉移能量來修復外骨骼,而導致變小,那麼生存到成年後的比例將會是可變的,而且長期而言可能會下降。」

參考資料:

  1. Bednaršek, N., Feely, R. A., Beck, M. W., Alin, S. R., Siedlecki, S. A., Calosi, P., … Spicer, J. I. (2020). Exoskeleton dissolution with mechanoreceptor damage in larval Dungeness crab related to severity of present-day ocean acidification vertical gradients. Science of The Total Environment, 136610. doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.136610
  2. Stein, T. (2020, January 23). Dungeness crab larvae already showing effects of coastal acidification. Retrieved February 6, 2020.
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