鲨鱼（图片来源：pixabay）
鲨鱼是全世界最凶猛的捕食者之一，但它们在海洋食物链顶端的位置可能受到海洋变暖和酸化的威胁。发表在《科学报告》上的研究显示，海洋二氧化碳浓度的增加，提高了海水的酸度，腐蚀了鲨鱼的牙齿和鳞，降低了它们游泳和捕食的能力。
Lutz Auerswald是南非斯坦陵布什大学和南非农林渔业部的渔业生物学家，同时也是这项研究的通讯作者。他表示，作为顶尖捕食者的鲨鱼最终将会被取代，整个海洋食物网将被打乱。“一些大型物种，比如大白鲨，也已经高度濒危，所以这可能使它们灭绝。”
这是Auerswald和南非环境事务部的研究员Sarika Singh从啤酒上获得的灵感。Singh注意到高酸度的啤酒和其他碳酸饮料会腐蚀人的牙齿，她想知道酸性更强的海水对鲨鱼的牙齿的影响。
绝大多数关于海洋酸化的研究调查的是形成贝壳或其他钙基结构的物种，包括珊瑚和贝类。可能是因为鲨鱼体型太大，难以进行研究，以及由于它们濒临灭绝，迄今只有少量关于酸化如何影响鲨鱼的研究。只有一篇论文研究了pH（衡量物质酸碱性的尺度）对鲨鱼盾鳞的影响。那项研究调查了北大西洋小斑猫鲨，但研究人员并没有发现重大影响。不过，研究人员使用的二氧化碳浓度相对较低，与现今世界上多数海洋的高酸度相比，其结果可能受限。
Auerswald, Singh和他们的同事研究的是埃氏宽瓣鲨，它是一种南非底栖的小型猫鲨，易于开展研究并且不属于濒危物种。这种鲨鱼的牙齿非常小，因此研究团队决定研究海洋酸化对它们较大的鳞片的影响。（因为鲨鱼的牙齿和鳞都是由一种名为牙本质的磷酸钙盐构成，因此研究人员认为海洋酸化对牙齿和鳞的影响是相似的。）
研究人员在南非开普敦的一个港口捕获了埃氏宽瓣鲨，将它们运送到用于政府研究的水族馆，它们将在那里用四个月时间适应环境。他们将13只鲨鱼划分为实验组和对照组。对照组鲨鱼处在与海洋pH值相近，pH值为8.1的弱碱性环境中。实验组鲨鱼则会处在pH值逐步降低至7.3的环境中，如果二氧化碳排放持续，海洋将会在2300年达到该pH值。（在南非、加利福利亚等地区中，由于洋流和风的影响，pH值已经下降到7.3甚至更低。）
两个月后，研究人员通过电子显微镜发现鲨鱼盾鳞中的钙和磷酸盐含量明显降低。实验组鲨鱼有约25%的鳞遭到了破坏，而对照组仅9%。“如果仅仅两个月就能造成如此明显的腐蚀，我们可以想象一年甚至多年以后鲨鱼会变成什么样子，”挪威科技大学的生物学家Fredrik Jutfelt说道。他没有参与最新的研究，但他是另一项关于鲨鱼鳞在酸性环境中研究的共同作者，“盾鳞腐蚀程度的增加会给鲨鱼造成不同方面的严重影响。”
然而，这种影响对不同物种不尽相同，Auerswald说道。埃氏宽瓣鲨喜欢等待和伏击猎物，因此受腐蚀的鳞可能不会影响它们的捕食能力。但是对于通过游动捕食猎物的大型鲨鱼（比如大白鲨）而言，鳞在游动中发挥了巨大作用。一项研究发现，鲨鱼的鳞可以使其游动速度增加12%。因此，受到破坏的鳞会降低它们的游动速度，使它们更难捕捉猎物。鳞也可以使雌性鲨鱼避免被求爱的雄性鲨鱼咬伤，帮助鲨鱼抵挡其它捕食者。对牙齿的同等腐蚀会对鲨鱼造成更严重的伤害。
目前，关于海洋酸化对其它钙化生物的影响已经有了更深入的研究，并表现出了广泛的差异性。Auerswald和他的同事们发现，龙虾对酸性环境表现出一定适应性，而鲍鱼的生长速度则会显著变慢，“它们的壳看起来很吓人。在远古时期，很多动物都经历了酸性更强的环境并且生存下来，但也有一些物种因此灭绝了。我们只有逐一分析这些物种，才能发现酸性环境带给它们的影响。” Auerswald说道。
作者：Rachel Nuwer，自由作家，同时也是《偷猎：在野生动物走私的黑暗世界里》的作者。
翻译：龙思雨
审校：马一瑗
引进来源：科学美国人
本文来自：环球科学
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