Dlaczego zmiany klimatu mogą wkrótce sprawić, że wodorosty nie będą już dłużej bezpieczne

Szybko gromadzą się dowody, że zakwaszenie oceanów i podwyższone temperatury będą miały katastrofalne skutki dla organizmów morskich i ekosystemów. W rzeczywistości jest to coś, czego już jesteśmy świadkami. Rafy koralowe są wybielające, podczas gdy ślimaki i inne zwapniające organizmy morskie zmagają się z budowaniem muszli, łusek i szkieletów, a młode zwierzęta morskie walczą nawet o dotarcie do odpowiednich siedlisk.

Przewiduje się, że wielu producentów pierwotnych, w tym wodorosty morskie, będzie się rozwijać w kwaśnych oceanach przyszłości, ponieważ wykorzystują CO₂ z wody morskiej do wytwarzania energii w procesie fotosyntezy.

Ludzie spożywają wodorosty przez dziesiątki tysięcy lat, a dzisiaj diety miliardów ludzi, zwłaszcza w Azji, opierają się na uprawianych wodorostach. Jednakże, podczas gdy przyszłe warunki oceaniczne mogą poprawić wydajność uprawianych wodorostów morskich, nie wiemy, jak zmiany klimatu wpłyną na zawartość odżywczą wodorostów morskich. Aby to zbadać, niedawno zbadaliśmy, w jaki sposób przyszłe scenariusze zmian klimatu wpłyną na zawartość jodu w wodorostach morskich.

Wodorosty morskie są jednym z najlepszych naturalnych źródeł jodu, a ten niezbędny minerał jest wykorzystywany przez organizm do wytwarzania hormonów tarczycy. Ale zarówno za dużo, jak i za mało jodu może zmienić sposób działania gruczołu tarczowego. Jeśli zmiany klimatu miały wpłynąć na ilość jodu w wodorostach morskich, ludzie - i inne zwierzęta - które polegają na nim jako podstawowej części ich diety, mogą cierpieć na poważne problemy zdrowotne.

Tworzenie kwaśnych oceanów

W tym niedawno opublikowanym badaniu symulowaliśmy obecne i przyszłe warunki zakwaszenia oceanów w warunkach laboratoryjnych i na zewnątrz. Aby przeprowadzić eksperymenty na zewnątrz, zamknęliśmy wodę morską w klatkach wykonanych z bardzo małych siatkowych siatek polietylenowych, aby można było manipulować warunkami środowiskowymi, takimi jak CO₂ i temperatura, i monitorować reakcje, podczas gdy wszystkie inne warunki środowiskowe pozostały takie same jak środowisko naturalne.

Użyliśmy trzech gatunków wodorostów - Saccharina japonica, Pinnatifida Undaria, i Macrocystis pyrifera - jak również wodorosty przybrzeżne Ulva pertusa, Ulva intestinalis, Gracilaria lemaneiformis, i Gracilaria chouae, do badań. Z wyjątkiem M. pyrifera te wodorosty morskie są szeroko spożywane przez ludzi na całym świecie - na przykład w sushi, zupach i walijskim chlebowym przysmaku. M. pyrifera został wybrany, ponieważ jest preferowanym źródłem pokarmu bezkręgowców morskich, takich jak jeżowce i abalony, które są zbierane przez przemysł rybny.

W takich badaniach nad zakwaszaniem oceanów oceanografowie monitorują ciśnienie cząstkowe CO₂ w wodzie morskiej. Ta liczba odzwierciedla ilość rozpuszczonego CO₂, która jest mierzona jako części na milion (lub µatm) i jest wskaźnikiem tego, jak kwaśne są oceany. Międzyrządowy Zespół ds. Zmian Klimatu przewiduje, że przyszły CO₂ w oceanach podwoi się do roku 2100 - z obecnych poziomów 400 µm do 1000 µm - jeśli nie zostaną podjęte działania łagodzące przeciwko zmianom klimatu.

Stworzyliśmy te przyszłe warunki zakwaszania oceanów, wydmuchując pęcherzyki CO₂ do wody morskiej i mierząc µatm. Następnie wyhodowaliśmy wodorosty morskie w ośmiu scenariuszach klimatycznych w laboratorium i dwóch scenariuszach klimatycznych w terenie. Obejmowały one od obecnych poziomów CO₂ i temperatury do przyszłych scenariuszy zakwaszenia oceanów i podwyższonej temperatury.

Jod i owoce morza

Odkryliśmy, że wodorosty morskie hodowane w warunkach, które nastąpiły w następnych prognozach zakwaszenia oceanów, zgromadziły więcej jodu niż wodorosty morskie rosnące w obecnych warunkach. Jednak w testowanych przez nas scenariuszach podwyższona temperatura nie była tak ważna, jak zakwaszenie oceanu, powodując gromadzenie się jodu w wodorostach. Oznacza to, że podczas gdy spodziewamy się, że plon bardzo ważnej rośliny spożywczej wzrośnie w ramach przyszłych zmian klimatu, poziom jodu również wzrośnie, wpływając na żywienie ludzi.

Prześledziliśmy także podwyższoną zawartość jodu z wodorostów morskich do ich konsumentów. Naturalni konsumenci wodorostów morskich, takich jak ryby i skorupiaki, są również bogatym źródłem jodu dla ludzi. Korzystając z eksperymentu żywienia na świeżym powietrzu, zbadaliśmy wpływ spożywania wodorostów morskich w przyszłych warunkach zakwaszenia oceanów na jadalne skorupiaki, abalone (Haliotis dyskiem). Stwierdziliśmy, że stężenie jodu wzrasta w tkance skorupiaków po spożyciu wodorostów morskich o podwyższonym stężeniu jodu. Ponadto zaobserwowaliśmy, że stężenie hormonów tarczycy w tkance skorupiaków zmniejszyło się. Dowodzi to, że zakwaszenie oceanów wpływa na jakość owoców morza poprzez zmianę stężenia niezbędnego minerału z konsekwencjami dla konsumentów.

Istnieje ryzyko, że wraz ze zmianą klimatu na świecie ludzie, którzy jedzą wodorosty jako podstawową część swojej diety, mogą spożywać zbyt dużo jodu, co może prowadzić do wielu problemów zdrowotnych. Ponieważ wodorosty morskie i skorupiaki stanowią podstawę żywienia miliardów ludzi na całym świecie, konieczne jest zrozumienie, w jaki sposób zawartość jodu w owocach morza zmieni się w wyniku globalnej zmiany klimatu. Informacje te mogą, na przykład, zostać wykorzystane przez Światową Organizację Zdrowia do dostarczenia zaleceń dotyczących odpowiedniego poziomu spożycia wodorostów w celu utrzymania wystarczającego dziennego spożycia jodu.

Ten artykuł został pierwotnie opublikowany w The Conversation przez Georginę Brennan, Dong Xu i Naihao Ye. Przeczytaj oryginalny artykuł tutaj.