Havets kjemi er i endring. Den fleste diskusjoner om klimaendringer fokuserer på varmen i luften, men rundt en fjerdedel av karbondioksidet vi slipper ut i atmosfæren løses opp i havet. Oppløst karbondioksid gjør sjøvann surere - en prosess som kalles havforsuring - og virkningene av disse er allerede observert: skjellene til sjøfugler, også kjent som pteropods, har begynt å oppløses i Antarktis.
Bitte små sommerfugler er relatert til snegler, men bruker den muskulære foten sin til å svømme i vannet i stedet for å krype langs en overflate. Mange arter har tynne, harde skjell laget av kalsiumkarbonat som er spesielt følsomme for endringer i havets surhet. Deres følsomhet og kosmopolitiske natur gjør dem til en forlokkende studiegruppe for forskere som ønsker å forstå bedre hvordan forsuring vil påvirke havorganismer. Men noen pteropod-arter viser seg å ha det bra i surere vann, mens andre har skjell som løser seg raskt. Så hvorfor omkommer noen arter mens andre trives?
Det er et vanskelig spørsmål å svare på når forskere knapt kan skille pteropod-arter fra hverandre i utgangspunktet. Den kjegleformede pteropoden som er vist her er i en gruppe avskallede sjøfugler kalt tecosomer, fra det greske for "innkapslet kropp". Det er to andre grupper: pseudotekosomene har gelatinøse skjell, og gymnosomene ("naken kropp") har ingen i det hele tatt. Innenfor disse gruppene kan det være vanskelig å si hvem som er, spesielt når du er avhengig av å se alene. Forskere ved Smithsonians National Museum of Natural History bruker genetikk for å avdekke forskjellene mellom artene.
Denne innsatsen ledes av zoolog Karen Osborn, som har en skikkelig evne til å fotografere: på universitetet slet hun om hun skulle hovedfag i kunst eller vitenskap. Etter å ha samlet levende dyr mens SCUBA dykket i det åpne hav, bringer hun dem tilbake til forskningsskipet og fotograferer hver i en grunt tank med klart vann med et Canon 5D-kamera med et 65mm objektiv, ved å bruke tre til fire blitz for å fange fargene på de mest gjennomsiktige critters. Fotografiene har vitenskapelig bruk - for å ta bilder som aldri før er tatt opp av de levende dyrene - og for å "inspirere interessen for disse rare, ville dyrene, " sa hun. Alle disse bildene ble tatt i Stillehavet utenfor kysten av Mexico og California.
Dette gymnosomet (Pneumodermopsis sp.) Drar skallede pteropoder fra skjellene sine med et sett av suckers. (© Karen Osborn) Selv om sjø sommerfugler i gymnosomgruppen, som den som er sett over, ikke har skjell og derfor ikke er mottakelige for farene ved forsuring av havet, består hele kostholdet av skallbeskyttere. Hvis atmosfærisk CO2 fortsetter å stige på grunn av forbrenning av fossilt brensel, og på sin side blir havet surere, kan byttedyrene deres forsvinne - indirekte fare disse fantastiske rovdyrene og alle fiskene, blekksprut og andre dyr som fôrer på gymnosomene.
Cavolinia uncinata (© Karen Osborn) I årevis ble sjøfugler bare samlet på nett. Når de blir samlet på denne måten, trekker dyrene (som Cavolinia uncinata ovenfor) sine kjøttfulle "vinger" og kropper inn i skjell med blyantgummistørrelse, som ofte bryter i prosessen. Forskere slipper deretter de innsamlede pteropodene i små glass med alkohol for konservering, noe som får de myke delene til å skrumpe sammen - og etterlater seg bare skallet. Forskere prøver å sortere sommerfuglene i arter ved å sammenligne skjellene alene, men uten å kunne se hele dyrene, kan de savne det fulle mangfoldet av pteropods.
Dette kan være den samme arten som den forrige sjøfuglen (Cavolinia uncinata), eller det kan være en annen art som har gått upåaktet hen i flere tiår. (© Karen Osborn) Nylig har forskere som Osborn og Smithsonian-forsker Stephanie Bush begynt å samle eksemplarer for hånd mens SCUBA dykker i det åpne havet. Denne dykkingen med blå vann lar henne samle og fotografere skjøre organismer. Når hun og kollegene observerer levende organismer mer detaljert, er de klar over at dyr de trodde var samme art, faktisk ikke er! Denne skallede pteropoden ( Cavolinia uncinata) regnes som den samme arten som den på forrige bilde. Fordi deres kjøttfulle deler ser så forskjellige ut, analyserer Bush imidlertid hvert eksemplers genetiske kode for å fastslå om de virkelig er den samme arten.
Masse Cavolinia uncinata egg (© Karen Osborn) Denne strengen med egg skutt ut av Cavolinia uncinata da den ble observert under mikroskopet. Eggene er festet til hverandre i en gelatinøs masse, og hadde de ikke vært selvforsynt i en petriskål, ville de fløt gjennom vannet til de nye pteropodene dukket opp som larver. Reproduksjonsmetodene deres er ikke godt studert, men vi vet at pteropods starter som hanner og når de når en viss størrelse, bytter de over til kvinner. Dette seksuelle systemet, kjent som sekvensiell hermafroditisme, kan øke reproduksjonen fordi større kvinner kan produsere flere egg.
I Arktis kan denne pteropod-arten (Limacina helicina) komponere halvparten av dyreplanktonet som svømmer i vannsøylen. (© Karen Osborn) Denne pteropoden ( Limacina helicina ) har tatt juling fra å bli trukket gjennom et trålnett: du kan se de ødelagte kantene på skallet. En rikholdig art med svart kjøtt, hver av disse sommerfuglene er på størrelse med et stort sandkorn. Under visse forhold “blomstrer” de, og når fisk spiser for mange, farger pteropodens svarte farging fiskenes tarm.
Skallet til Clio recurva er en perfekt landingsstrimmel for en koloni av hydroider. (© Karen Osborn) Ikke bare er innsiden av dette skallet hjem til en pteropod ( Clio recurva ), men utsiden huser en koloni av hydroider - de små rosa blomsterlignende dyrene som er forbundet med gjennomsiktig slange over hele skallet. Hydroider, små rovdyr relatert til maneter, trenger å feste seg til en overflate midt i havet for å bygge sin koloni, og det lille skallet av Clio er det perfekte landingsstedet. Selv om det er en fin leveområde for hydroidene, gir dette skallet sannsynligvis mindre enn ideell beskyttelse for pteropoden: åpningen er så stor at et godt utstyrt rovdyr, for eksempel større skallfri pteropods, sannsynligvis bare kan komme inn og trekke det ut. "Jeg ønsker personlig et bedre hus, " sier Osborn.
En gang trodde man at Clione limacina ble funnet i Antarktis og Arktis, men det er sannsynlig at de er to separate arter. (© Karen Osborn) Gymnosomer er pteropods som mangler skjell og har en diett nesten utelukkende sammensatt av skallet pteropods. Denne arten ( Clione limacina ) lever utelukkende på Limacina helicina (den svarte kjøttkålen noen gli tilbake). De griper sin avskallede slektning med seks tentakellignende armer, og bruker deretter gripende kjever for å suge måltidet ut av skallet.
Dette innlegget ble skrevet av Emily Frost og Hannah Waters. Lær mer om havet fra Smithsonian's Ocean Portal.
