Hvordan påvirker skiftende O2-niveauer livet i havet?

Fra kysten til det dybe hav påvirker skiftende iltniveauer livet på en række forskellige måder, som havbiolog MARCO FUSI fra Newcastle University forklarer

Jordens atmosfære holder et konstant niveau af ilt, uanset om det er en vinterlig, regnfuld dag eller varm sommer. På tværs af havet varierer iltkoncentrationerne enormt mellem forskellige steder og over tid.

Nogle gange ændres iltniveauet i løbet af en dag, mens iltkoncentrationerne i nogle dybe dele af havet forbliver konstante. Nogle steder er der slet ingen ilt, men livet trives stadig.

Marine arter reagerer forskelligt på havets deoxygenering (nedsættelsen af ​​iltniveauer i havvand) afhængigt af, hvor de bor. Med hav under trussel fra klimaændringer og forurening, som begge bidrager til deoxygenering, er nogle marine arter i større risiko end andre.

Som havøkolog forsker jeg i, hvordan ændringer i ilttilgængeligheden påvirker havdyrs modstand mod klimaændringer. Det viser mine undersøgelser kystnære marinearter, der er udsat for den daglige variation af ilt, er mere modstandsdygtige over for pigge i deoxygenering end væsner, der lever i dybet, og som er tilpasset konsistente iltniveauer.

Ved kysten

For kystnære væsner som blæksprutter, søstjerner eller krabber, der lever i søgræs, tangskove eller mangrover, er dagligdagen en iltrutschebane.

I løbet af dagen udløses fotosyntese af alger og planter af sollys og producerer en enorm mængde ilt. Dette fører til iltovermætning, en tilstand, hvor der produceres så meget ilt, at bobler af ilt slippes ud i vandet.

Kystøkosystemer som søgræsser, tang, koraller og mangrover er med til at give en buffer til deoxygenering, fordi denne overmætning øger metabolismen af ​​det marine liv, der lever der - med mere tilgængelig ilt kan dyr producere mere energi og lettere klare let deoxygenering.

Om natten, uden sollys, fotosynteserer kystnære alger og planter ikke. I stedet optager de ilt gennem respirationsprocessen - ligesom dyr trækker vejret, respirerer planters blade og tager ilt ind i deres celler. Så dyr der bliver udsat for et miljø med lavt iltindhold på daglig basis.

Disse havdyr har udviklet sig til at klare fluktuerende niveauer af høj og lav ilt i havvand ved at udnytte iltovermætning i løbet af dagen for at beskytte sig mod stigende temperaturer og forurening.

Så, i løbet af natten, hvor der er knaphed på ilt, skifter de til andre anaerobe stofskifteprocesser såsom fermentering – ligesom vores muskler producerer mælkesyre under intens anaerob træning. Rovkrabber jager for eksempel aktivt i mangrover om natten med meget begrænset ilt.

Men kystdyr, der er tilpasset kortvarigt iltsvind, kan ikke klare lange perioder uden meget ilt. Så der opstår problemer, når daglige udsving af ilt forstyrres af global opvarmning og menneskeskabt forurening, hvilket får iltfattige forhold til at vare ved i dage eller uger.

Til søpindsvinDette gør dem langsommere og mindre i stand til at flygte fra rovdyr. For andre dyr kan dette resultere i langsommere fodringshastigheder eller reduceret vækst.

I det dybe hav

På dybder på mellem 200 og 1,500 m, i det, der er kendt som "iltminimumszonen", er ilt på det laveste niveau af mætning. Her er nogle dybhavsdyr, især fisk, godt tilpasset disse ekstremt iltfattige forhold.

Selvom disse fisk ikke bliver direkte påvirket af deoxygenering, fordi de allerede trives i dette habitat, det er mere sandsynligt at deoxygenering vil udvide denne iltfattige zone, hvilket potentielt påvirker fisk i nærheden, som ikke kan tåle yderligere deoxygenering.

I afgrunden, på mere end 3,000 meters dybde, er dyr vant til at leve under forhold, hvor iltniveauet aldrig svinger. Sollys når aldrig de dybeste dele af havbunden, og fotosyntese kan derfor ikke ske.

Her nedbringer havstrømme en konstant tilførsel af ilt, men klimaændringer påvirker dynamikken i disse strømme.

Selv den mindste reduktion i iltniveauet kan være katastrofal for livet i havet her. I visse scenarier, dybhavsminedrift kunne frigive store mængder organisk stof fra sedimentet. Dette kan reagere med enhver tilgængelig ilt og yderligere opbruge den, hvilket resulterer i levende væseners død.

På den saltede havbund

Nogle steder, bl.a Det Røde Hav, meget salte saltlagebassiner eller undersøiske søer på havbunden sprænger af liv, på trods af at der ikke er ilt. Bakterier, krabber, muslinger og ål-lignende fisk har udviklet sig i disse iltfattige have og vil slet ikke blive påvirket af yderligere deoxygenering.

På tværs af havet kan deoxygenering forværre andre trusler såsom havforsuring (reduktionen i havets pH) eller pludselige stigninger og fald i saltindholdet. Tilsammen kan disse ændringer være dødelige for marine arter, der overlever under meget specifikke forhold.

Så vedvarende iltfattige forhold vil udgøre forskellige trusselsniveauer for dyr i forskellige levesteder. Kysthabitater, der producerer ilt, såsom søgræssenge, skal beskyttes og genoprettes.

Havstrømmen, der bringer ilt ned til dybhavet, er også afgørende, og den bedste måde at bevare det på er at bremse den globale opvarmning så hurtigt som muligt.

Har du ikke tid til at læse om klimaændringer så meget, som du gerne vil?
Få en ugentlig opsummering i din indbakke i stedet. Hver onsdag skriver Samtalens miljøredaktør Imagine, en kort e-mail, der går lidt dybere ind i blot ét klimaspørgsmål. Slut dig til de 30,000+ læsere, der har abonneret indtil videre.

Også på Divernet: Stigning i døde zoner giver anledning til bekymring