Rekiny słyną z możliwości wymiany swoich zębów, zawsze rosną nowe, gdy zużywają się obecny zestaw. Ponieważ rekiny polegają na swoich zębach do polowania, jest to kluczowe dla przetrwania jednego z najbardziej drapieżnych zwierząt oceanu.
Niemniej jednak zdolność do odnawiania zębów może nie wystarczyć, by zapewnić im wytrzymanie nacisków związanych z ociepleniem świata, gdzie oceany stają się coraz bardziej kwaśne, wykazały nowe badania. Badacze z Niemiec badali zęby rekina w różnych scenariuszach zakwaszenia oceanu i wykazali, że bardziej kwaśne oceany prowadzą do bardziej kruchych i słabszych zębów.
„Zęby rekina, pomimo że składają się z bardzo zmineralizowanych fosforanów, są nadal podatne na korozję w przyszłych scenariuszach zakwaszenia oceanu” – powiedział pierwszy autor artykułu w Frontiers in Marine Science, Maximilian Baum, biolog z Uniwersytetu Heinricha Heinego w Düsseldorfie (HHU). „Są to wysokiej jakości narzędzia do cięcia mięsa, a nie do odporności na zakwaszenie oceanu. Nasze wyniki pokazują, jak narażone mogą być nawet najbardziej ostry narzędzie natury.”
Szkody od korzeni po koronę
Zakwaszenie oceanu to proces, podczas którego wartość pH oceanu stale maleje, co powoduje bardziej kwaśną wodę. W dużej mierze jest to spowodowane emisją CO2 przez człowieka. Obecnie średnie pH oceanów na świecie wynosi 8,1. W 2300 roku spodziewa się, że spadnie do 7,3, co czyni go prawie 10 razy bardziej kwaśnym niż obecnie.
W swoim badaniu badacze użyli tych dwóch wartości pH, aby zbadać efekty bardziej i mniej kwaśnej wody na zęby rekina rafy czarnopłetwej. Nurkowie zebrali ponad 600 wyrzuconych zębów z akwarium, w którym przetrzymywano rekiny. Do eksperymentu pH użyto 16 zębów – te, które były całkowicie nienaruszone – podczas gdy 36 innych zębów użyto do pomiaru obwodu przed i po. Zęby były inkubowane przez osiem tygodni w oddzielnych zbiornikach pojemności 20 litrów. „To badanie rozpoczęło się jako projekt licencjacki i przekształciło się w publikację recenzowaną naukowo. To doskonały przykład potencjału badań studenckich” – powiedział starszy autor badania, prof. Sebastian Fraune, kierujący Instytutem Zoologii i Interakcji Organicznych na HHU. „Ciekawość i inicjatywa mogą wywołać prawdziwe odkrycia naukowe.”
W porównaniu do zębów inkubowanych przy pH 8,1, zęby wystawione na bardziej kwaśną wodę były znacznie bardziej uszkodzone. „Obserwowaliśmy widoczne uszkodzenia powierzchni, takie jak pęknięcia i dziury, zwiększoną korozję korzenia i degradację struktury” – powiedział Fraune. Obwód zębów był również większy przy wyższych poziomach pH. Jednak zęby faktycznie nie rosły, ale struktura powierzchni stawała się bardziej nieregularna, co powodowało, że na obrazach 2D wyglądały większe. Podczas gdy zmieniona powierzchnia zęba może poprawić efektywność cięcia, potencjalnie sprawia również, że zęby stają się konstrukcyjnie słabsze i bardziej podatne na pęknięcia.
Niewielkie uszkodzenia, duże skutki
Badanie skupiło się tylko na wyrzuconych zębach z nieżywych zminieralizowanych tkanek, co oznacza, że procesy naprawy, które mogą zachodzić u żywych organizmów, nie mogły być uwzględnione. „U żywych rekinów sytuacja może być bardziej złożona. Potencjalnie mogliby odkładać minerał lub szybciej wymieniać uszkodzone zęby, ale koszty energetyczne tego prawdopodobnie byłyby większe w zakwaszonych wodach” – wyjaśnił Fraune.
Rekiny rafy czarnopłetwe muszą pływać z otwartymi ustami, aby móc oddychać, dlatego zęby są ciągle narażone na wodę. Jeśli woda jest zbyt kwaśna, zęby automatycznie ulegają uszkodzeniu, zwłaszcza jeśli zakwaszenie się nasila, powiedzieli badacze. „Nawet umiarkowane spadki pH mogą wpływać na bardziej wrażliwe gatunki o wolniejszych cyklach odtwarzania zębów lub mieć skumulowane skutki w czasie” – zauważył Baum. „Zachowanie pH oceanu blisko obecnej średniej wartości 8,1 może być kluczowe dla fizycznej integralności narzędzi drapieżników.”
Ponadto, badanie skupiło się tylko na chemicznych efektach zakwaszenia oceanu na nieżywą tkankę. Przyszłe badania powinny badać zmiany w zębach, ich strukturze chemicznej i odporności mechanicznej u żywych rekinów, powiedzieli badacze. Badanie pokazuje jednak, że mikroskopijne uszkodzenia mogą być wystarczające, aby stanowiły poważny problem dla zwierząt zależnych od zębów do przetrwania. „To przypomnienie, że skutki zmian klimatu przenikają przez całe łańcuchy pokarmowe i ekosystemy” – podsumował Baum.
