海大科研丨上海海洋大学海洋酸化相关研究取得系列重要进展

2020-8-02 23:46:29

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随着二氧化碳等温室气体的大量人为排放，全球范围内的温室效应不断加剧。海洋作为大气中二氧化碳的主要吸收者，每年吸收约四分之一人为排放的二氧化碳，局部海域发生海水酸化现象。与此同时，观测发现自然环境中海洋酸化往往不是单独出现的，而可与其他环境变化共同发生，如海水缺氧和升温。许多研究表明，海洋酸化，升温和缺氧正在成为对全球沿海生态系统的重要威胁，对海洋生物存在广泛影响。

在国家自然科学基金、上海市浦江人才计划（18PJ1404000）、上海市自然科学基金等项目的资助下，近期，上海海洋大学水产与生命学院王有基课题组在海洋酸化相关研究中取得了系列重要进展，相关成果陆续发表在Science of the Total Environment，Chemosphere，Journal of Oceanology and Limnology，Helgoland Marine Research等环境科学和海洋学领域主流刊物上。

上海海洋大学

在海洋酸化对海洋无脊椎动物的行为影响方面的综述论文中，团队总结了海洋酸化影响部分无脊椎动物，如贝类幼虫早期发育阶段的沉降和附着；延长海胆和螺类的觅食、移动和决策时间，从而影响其捕食效率；影响部分双壳生物的贝壳的生长并降低足丝附着强度，从而削弱其防御天敌的能力；以及影响甲壳动物如蟹等的游泳能力等。除此之外，海水酸化可以通过刺激神经递质，如GABA的分泌等方式影响海洋无脊椎动物的行为。

在缺氧和酸化复合胁迫研究中，考虑到真实海洋环境中的低氧和酸化的昼夜节律性的特点，团队首次评估了在节律性和持续海洋低氧和酸化的情况下，海洋双壳类动物对环境胁迫的适应性。研究发现，持续性的海洋酸化和低氧使得海洋双壳贝类处于更加的危险境况之中。尽管间歇性应激可以在一定程度上减轻负面影响，但如果贝类无法获得足够能量供应，未来酸化和缺氧将影响贝类种群的稳定性。

研究发现酸化和缺氧对贻贝的早期发育具有明显的负面影响。但低氧对受精率没有影响。在实验过程中观察到酸化和缺氧之间的显着相互作用，短期暴露虽然会对贻贝的早期发育产生不利影响，但未影响其生存。而在酸化，缺氧和升温三种复合胁迫下，贻贝消化相关的淀粉酶，脂肪酶，胰蛋白酶，海藻糖酶和溶菌酶活性受到显著影响。在缺氧和高温条件下，贻贝消化腺各消化酶活性表现出下降趋势，溶菌酶活力在短期暴露下表现出显著增加，而在长期暴露后降低。研究结果表明海洋酸化，升温和缺氧可能会损害贻贝的消化功能，从而影响贻贝对海洋环境变化的适应能力。

此外，研究发现酸化与纳米二氧化钛颗粒共同暴露对贻贝特殊动力效应具有交互作用，贻贝暴露在低pH时，高浓度的纳米二氧化钛颗粒对贻贝的危害更加显著。而酸化对贻贝特殊动力效应的影响比纳米颗粒的影响弱，说明贻贝对于海水酸化具有一定的适应性，对纳米二氧化钛暴露表现出更强的敏感性。

自然资源部第二海洋研究所以及广东海洋大学的合作者参与了以上部分研究工作。