Акулы известны своей удивительной способностью регулярно обновлять зубы: новые вырастают на месте изношенных, что обеспечивает этим морским хищникам постоянную готовность к охоте и поддерживает их роль ключевых игроков в океанских экосистемах. Эта уникальная способность долгие годы помогала акулам оставаться на вершине пищевой цепи. Но современные изменения глобального климата, в частности — прогрессирующее закисление океана, может поставить под угрозу даже такие эффективные природные механизмы.
Зубы акул: совершенство природы под угрозой
Специалисты из Германии, среди которых Максимилиан Баум и Фрауне, задумались о влиянии увеличения кислотности океанической воды на зубы чернопёрых рифовых акул — одного из наиболее распространённых и хорошо изученных видов акул. Эксперименты показали, что даже такие высокоминерализованные структуры, как акульи зубы, становятся уязвимыми перед изменениями pH в водной среде. Сильная минерализация придаёт зубам акулы прочность и остроту, необходимые для охоты. Однако природа рассчитала их на борьбу с плотью и шкворчащими панцирями добычи, а не с агрессивной кислотностью.
Как отмечает Максимилиан Баум, самое эффективное оружие хищника может оказаться не столь неуязвимым, как казалось раньше. Их исследование показало, что в будущих условиях, если уровень pH в океане будет снижаться и дальше, акульи зубы станут менее устойчивыми к износу и повреждениям.
Понижение pH: как меняется кислотность морей
Суть закисления океана — постепенное снижение pH морской воды, вызванное накоплением углекислого газа в атмосфере и его поглощением океанами. Сегодня уровень pH мировой акватории составляет около 8,1, но к концу текущего столетия он может упасть до 7,3. Это приведёт к значительному росту кислотности — почти в десять раз по сравнению с сегодняшними показателями.
Такое серьёзное изменение химического баланса может затронуть как крупные организмы, так и мельчайших жителей морей. Эксперименты Баума и Фрауне на зубах чернопёрых рифовых акул были наглядной иллюстрацией этих процессов на примере легко определяемых и жизненно важных структур.
Эксперимент: как окунули акульи зубы в разные условия
Исследователи собрали более шести сотен выпавших зубов чернопёрых рифовых акул в специально оборудованном аквариуме. Для опытов отобрали 16 целых зубов, чтобы оценить химические и физические параметры, а ещё 36 зубов использовались для замеров окружности до и после лабораторных тестов.
Зубы помещались в 20-литровые резервуары с морской водой двух вариантов кислотности — современного значения (pH 8,1) и прогнозируемого для далёкого будущего (pH 7,3). В течение восьми недель образцы выдерживались в этих условиях, чтобы ученые могли наблюдать последствия воздействия повышенной кислотности на минеральную ткань зубов.
Невидимый враг: как закисление разрушает зубы акул
Результаты экспериментов оказались весьма показателями. Зубы, оказавшиеся в более кислой среде, получили повреждения: на поверхности появились микротрещины, отверстия, усилилась коррозия корней, а края стали шероховатыми и неровными. Хотя на первый взгляд кажется, что увеличение неровности может улучшить режущие свойства, на деле это делает зубы менее прочными, увеличивается риск их разрушения уже в процессе кормления.
При высоком уровне pH поверхность зуба становилась более гладкой и устойчивой к внешним воздействиям, а при воздействии кислой воды контуры зуба визуально увеличивались из-за появления шероховатых участков. Это изменение, по мнению Фрауне, не ведёт к улучшению функциональных характеристик, а наоборот, может негативно отражаться на способности акулы добывать пищу.
Важность исследования для сохранения океанских экосистем
Отдельно отмечается, что эксперименты проводились только с выпавшими зубами, утратившими связь с организмом — то есть процессы реминерализации, которые непрерывно идут в живых акулах, в условиях данного эксперимента не учитывались. Это важно: у живой акулы восстановление зубов и их укрепление может идти быстрее, однако при снижении pH эти процессы станут более энергозатратными для самих животных.
Особенность чернопёрых рифовых акул — необходимость постоянно держать рот открытым для дыхания, из-за чего их зубы находятся в воде постоянно. Даже малые отклонения кислотности создают для биологических материалов угрозу беспрерывного «разъедания». Особенно уязвимыми становятся виды акул и других рыб с медленной скоростью обновления зубов и сниженными функциональными возможностями регенерации.
Оптимистичный взгляд в будущее: как можно защитить акул и океан
Максимилиан Баум подчёркивает: если человечество сосредоточится на сохранении нынешнего уровня pH Мирового океана, это поможет защитить не только акульи зубы, но и целостность морских пищевых цепей. Хотя пока изучено лишь химическое влияние кислотности на выпавшие зубы, будущие исследования позволят установить, насколько быстро и качественно живые организмы смогут адаптироваться к новым условиям.
То, как изменения климата могут коснуться даже одной из самых эффективных «разработок» природы — акульих зубов — напоминает о необходимости комплексного подхода к охране окружающей среды. Забота об океане и его обитателях — это забота о всемирном биологическом равновесии. Луч надежды в том, что вовремя предпринятые действия по снижению выбросов и регулированию кислотности смогут сохранить природное великолепие акул и других морских существ для будущих поколений.
Источник: scientificrussia.ru
