Bagaimanakah peralihan paras O2 menjejaskan hidupan marin?

Dari pantai ke laut dalam, perubahan paras oksigen mempengaruhi kehidupan dalam pelbagai cara, seperti yang dijelaskan oleh ahli biologi marin MARCO FUSI dari Universiti Newcastle

Atmosfera bumi mengekalkan tahap oksigen yang tetap, sama ada musim sejuk, hari hujan atau musim panas. Di seberang lautan, kepekatan oksigen sangat berbeza antara tempat yang berbeza dan dari semasa ke semasa.

Kadangkala paras oksigen berubah dalam tempoh sehari manakala, di beberapa bahagian dalam lautan, kepekatan oksigen kekal malar. Di tempat-tempat tertentu tiada oksigen langsung, tetapi kehidupan masih hidup subur.

Spesies marin bertindak balas terhadap deoksigenasi lautan (penurunan paras oksigen dalam air laut) secara berbeza bergantung pada tempat mereka tinggal. Dengan lautan terancam daripada perubahan iklim dan pencemaran, kedua-duanya menyumbang kepada penyahoksigenan, sesetengah spesies marin berisiko lebih tinggi daripada yang lain.

Sebagai ahli ekologi marin, saya menyelidik bagaimana perubahan dalam ketersediaan oksigen mempengaruhi rintangan haiwan marin terhadap perubahan iklim. Kajian saya menunjukkan bahawa spesies marin pantai yang terdedah kepada kebolehubahan harian oksigen adalah lebih tahan terhadap pancang dalam penyahoksigenan daripada makhluk yang hidup di dalam yang disesuaikan dengan tahap oksigen yang konsisten.

Di tepi pantai

Bagi makhluk pantai seperti sotong, bintang laut atau ketam yang hidup di rumput laut, hutan kelp atau bakau, kehidupan seharian adalah rollercoaster oksigen.

Pada siang hari, fotosintesis oleh alga dan tumbuhan dicetuskan oleh cahaya matahari dan menghasilkan sejumlah besar oksigen. Ini membawa kepada supersaturasi oksigen, keadaan di mana banyak oksigen terhasil sehingga gelembung oksigen dilepaskan ke dalam air.

Ekosistem pantai seperti rumput laut, rumpai laut, batu karang dan bakau membantu menyediakan penampan kepada penyahoksigenan, kerana supersaturasi ini meningkatkan metabolisme hidupan marin yang tinggal di sana - dengan lebih banyak oksigen yang tersedia, haiwan boleh menghasilkan lebih banyak tenaga dan menghadapi lebih mudah dengan penyahoksigenan sedikit.

Pada waktu malam, tanpa sebarang cahaya matahari, alga pantai dan tumbuhan tidak berfotosintesis. Sebaliknya, mereka mengambil oksigen melalui proses pernafasan - sama seperti haiwan bernafas, daun tumbuhan bernafas dan mengambil oksigen ke dalam sel mereka. Jadi haiwan di sana terdedah kepada persekitaran rendah oksigen setiap hari.

Haiwan marin ini telah berkembang untuk mengatasi kadar oksigen tinggi dan rendah yang turun naik dalam air laut dengan mengeksploitasi supersaturasi oksigen pada siang hari untuk melindungi diri mereka daripada peningkatan suhu dan pencemaran.

Kemudian, pada waktu malam apabila oksigen kekurangan, mereka beralih kepada proses metabolisme anaerobik lain seperti penapaian - sama seperti otot kita menghasilkan asid laktik semasa senaman anaerobik yang sengit. Ketam pemangsa, contohnya, aktif memburu di hutan bakau pada waktu malam dengan oksigen yang sangat terhad.

Tetapi haiwan pantai yang disesuaikan dengan kekurangan oksigen jangka pendek tidak dapat mengatasi dengan baik dalam tempoh yang lama tanpa banyak oksigen. Jadi masalah timbul apabila turun naik harian oksigen terganggu oleh pemanasan global dan pencemaran yang disebabkan oleh manusia, menyebabkan keadaan oksigen rendah berterusan selama beberapa hari atau minggu.

Untuk landak laut, ini menjadikan mereka lebih perlahan dan kurang berupaya melarikan diri daripada pemangsa. Bagi haiwan lain, ini mungkin menyebabkan kadar pemakanan yang lebih perlahan atau pertumbuhan yang berkurangan.

Di lautan dalam

Pada kedalaman antara 200 dan 1,500m, dalam apa yang dikenali sebagai "zon minimum oksigen", oksigen berada pada tahap tepu paling rendah. Di sini, beberapa haiwan laut dalam, terutamanya ikan, disesuaikan dengan keadaan oksigen yang sangat rendah ini.

Walaupun ikan ini tidak akan terjejas secara langsung oleh penyahoksigenan kerana mereka sudah hidup subur di habitat ini, ia lebih berkemungkinan bahawa deoksigenasi akan mengembangkan zon rendah oksigen ini, yang berpotensi menjejaskan ikan berdekatan yang tidak boleh bertolak ansur dengan penyahoksigenan selanjutnya.

Di dalam jurang, pada kedalaman lebih daripada 3,000m, haiwan sudah biasa hidup dalam keadaan di mana paras oksigen tidak pernah berubah-ubah. Cahaya matahari tidak pernah sampai ke bahagian paling dalam di dasar laut dan oleh itu fotosintesis tidak boleh berlaku.

Di sini, arus lautan menurunkan bekalan oksigen yang berterusan, tetapi perubahan iklim menjejaskan dinamika arus ini.

Pengurangan sedikit pun dalam tahap oksigen boleh membawa bencana kepada hidupan marin di sini. Dalam senario tertentu, perlombongan laut dalam boleh membebaskan sejumlah besar bahan organik daripada sedimen. Ini boleh bertindak balas dengan mana-mana oksigen yang ada dan seterusnya menghabiskannya, mengakibatkan kematian makhluk hidup.

Di dasar laut yang berair

Di beberapa lokasi, termasuk Laut Merah, kolam air garam yang sangat masin atau tasik dasar laut di dasar laut penuh dengan kehidupan, walaupun tiada oksigen. Bakteria, ketam, kerang dan ikan seperti belut telah berkembang di laut terdeoksigen ini dan tidak akan terjejas sama sekali oleh penyahoksigenan selanjutnya.

Di seberang lautan, deoksigenasi boleh memburukkan lagi ancaman lain seperti pengasidan lautan (pengurangan pH lautan) atau peningkatan dan penurunan kemasinan secara tiba-tiba. Bersama-sama, perubahan ini boleh membawa maut bagi spesies marin yang bertahan dalam keadaan yang sangat spesifik.

Jadi keadaan rendah oksigen yang berterusan akan menimbulkan tahap ancaman yang berbeza kepada haiwan di habitat yang berbeza. Habitat pantai yang menghasilkan oksigen, seperti padang rumput laut, mesti dilindungi dan dipulihkan.

Arus lautan yang membawa oksigen turun ke laut dalam juga penting, dan cara terbaik untuk memuliharanya ialah memperlahankan pemanasan global secepat mungkin.

Tidak mempunyai masa untuk membaca tentang perubahan iklim sebanyak yang anda mahu?
Dapatkan pusingan mingguan dalam peti masuk anda. Setiap hari Rabu, editor persekitaran The Conversation menulis Imagine, e-mel pendek yang masuk lebih dalam ke dalam satu isu iklim sahaja. Sertai 30,000+ pembaca yang telah melanggan setakat ini.

Juga di Divernet: Kenaikan di zon mati menyebabkan kebimbangan