https://frosthead.com

Robotskalldyr kan fortelle oss om klimaendringers innvirkning på marine arter

Ute i en seng med blåskjell, utenfor Monterey-kysten i California i et sted som er eksponert ved lavvann, blinker en håndfull grønne lysdioder, som indikerer plasseringen til et årskull av robomussels.

Relatert innhold

  • Oppvarming av hav kan gjøre disse sjømatfavorittene giftige

De små svarte dataloggerne, dannet av polyesterharpiks, er nøyaktig konstruert av Brian Helmuth og laboratoriet hans ved Northeastern University for å etterligne blåskjellene som allerede bor der, hvor noen forskere plukket ut for å gi plass til de falske. De er her for en studie av klimaendringer, og mer presist, effekten av den på en av de viktigste artene som finnes i havet.

Helmuth, klimaforsker, har vært drivkraften bak mer enn 70 av disse tomtene, spredt over hele kloden, de siste 18 årene. De har logget informasjon, i 10 minutters intervaller, om temperaturen ikke i luften eller vannet, men om de faktiske kroppene til Mytilus californianus blåskjell som bor der. Dette gir et mye mer nøyaktig bilde av hvordan klimaendringer påvirker arten enn temperaturen i omgivelsene.

Blåskjellene, som biologer kaller en "ingeniørart", driver biologisk mangfold og skaper leveområder for andre dyr, sier Helmuth, og så omfanget av forskningen hans strekker seg utover tilstanden til de tidtidlige økosystemene der blåskjellene lever og slik vi forstår effekter av klimaendringer på arter, og hvordan, og hvor, blåskjellbønder setter gårdene sine.

Det er ikke et mål på klimaendringer, akkurat - for å gjøre det, vil du være bedre å velge et sted som er konsistent på lang sikt - men et mål på hvordan klimaendringer påvirker en bestemt art, og økosystemet som arten er en del av.

Det er noen måter temperatur kan drepe et blåskjell på. Generelt gjør varmestress en mindre egnet til å fortsette sine andre normale funksjoner. Fra et energiperspektiv er det kostbart å leve i et varmt miljø, og det er mindre energi blåskjellene må spise eller reprodusere. I mer ekstreme omstendigheter kan for mye varme ødelegge proteinene i muslingens kropp, på lik linje med hva som skjer når du koker en.

"Fra et biologisk synspunkt bryr ikke et dyr seg i det hele tatt om klima, " sier Helmuth. "Det kan bry seg mindre hva 30-års gjennomsnittet er, det bryr seg hvordan klimaet [påvirker] det lokale været."

Helmuth eksperimenterte med forskjellige tettheter av harpiks, som han brukte til å lage kroppene og interiøret i blåskjellene, helt til han fant en som hadde egenskaper som ligner de levende blåskjellene. (Jessica Torossian) "Å få formen og fargen riktig er ikke så vanskelig, du kan bare lage en form, " sier Helmuth. "Men vi måtte gjøre mange tester i en vindtunnel for å sikre at [vi matchet] det vi kaller termisk treghet, tendensen til å enten varme opp eller bremse oppvarmingshastigheten, avhengig av hva materialene er." (Jessica Torossian) I løpet av de siste 18 årene har Helmuth og lagkameratene lagt robomussler i 70 tomter spredt over hele kloden. (Brian Helmuth) Helmuth bruker små loggere kalt Tidbits, som registrerer vikarene over seks til åtte måneder, hvoretter de må byttes ut og dataene deres lastes opp. (Brian Helmuth)

Helmuth bruker små loggere kalt Tidbits, som registrerer vikarene over seks til åtte måneder, hvoretter de må byttes ut og dataene deres lastes opp. Men han kunne ikke bare sette en temperatursensor i solen. Hvis jeg står i solen iført en svart T-skjorte, vil du få en mye bedre ide om hvordan jeg føler det hvis du tar på deg en svart T-skjorte også. Men for å ringe det nøyaktig, måtte han redegjøre for mange andre faktorer. Størrelsen er viktig; en større blåskjell vil varme opp saktere, men hold deg varm lenger. Helmuth eksperimenterte med forskjellige tettheter av harpiks, som han brukte til å lage kroppene og interiøret i blåskjellene, helt til han fant en som hadde egenskaper som ligner de levende blåskjellene.

"Å få formen og fargen riktig er ikke så vanskelig, du kan bare lage en form, " sier Helmuth. "Men vi måtte gjøre mange tester i en vindtunnel for å sikre at [vi matchet] det vi kaller termisk treghet, tendensen til å enten varme opp eller bremse oppvarmingshastigheten, avhengig av hva materialene er."

Temperatur er bare en del av ligningen uansett. En blåskjells helse er avhengig av mattilgjengelighet, pH og mer, alt i kombinasjon. Helmuths nyeste forskning har begynt å identifisere hyperlokale nisjer av muslingresidens og sårbarhet, og hoveddelen av den har vist en overraskende trend: Latitude har ofte lite å gjøre med temperaturen til individuelle muslingbed, enn si deres generelle helse. Alle faktorene kombinert fører til det Helmuth kaller en mosaikk, et lappeteppe av nettsteder som har ulik grad av risiko for kollaps. Han jobber nå med å forutsi fremtidig helse for blåskjellbed, ikke bare for å redde blåskjellene, men for å identifisere nettsteder som vil være bra for å dyrke dem kommersielt.

"For meg er det kuleste aspektet av denne tilnærmingen, hvis du tar et ikke-menneskelig syn på verden og miljøendringer, ser du helt andre mønstre enn du ville gjort fra et menneskelig perspektiv, " sier Helmuth. "Med mindre du tar dette ikke-menneskesentrerte synet, er det utrolig mye som skjer der ute med miljøendringer som vi kommer til å savne helt."

Robotskalldyr kan fortelle oss om klimaendringers innvirkning på marine arter