В течение тысяч лет раковины калифорнийских мидий имели относительно однородный минералогический состав – длинные цилиндрические кристаллы кальцита, упорядоченные аккуратными вертикальными рядами с четкой геометрической регулярностью. Но в исследовании, опубликованном на этой неделе в журнале Global Change Biology, исследователи предполагают, что возрастающие темпы закисления океана встряхивают минералогию этой оболочки на ее самых основных структурных уровнях.
«Что мы видели в более поздних оболочках, так это то, что кристаллы маленькие и дезориентированные», – сказала доцент биологических наук Софи Маккой, руководившая исследованием. "Это значительные изменения в том, как эти животные производят свои панцири, что может быть связано с изменением химического состава океана."
Чтобы задокументировать эти изменения, исследовательская группа изучила архивные записи природных образцов калифорнийских мидий, собранных на острове Татуш у северо-западной оконечности Вашингтона. Современные раковины мидий сравнивали с раковинами 1970-х годов, а также с раковинами, предоставленными местным культурным и исследовательским центром Мака тысячи лет назад.
Исследователи обнаружили, что, хотя минералогия раковин оставалась неизменной на протяжении веков, образцы раковин, собранные за последние 15 лет, испытали драматические структурные изменения.
«Когда мидии готовы построить свои раковины, они сначала кладут аморфный суп из карбоната кальция, который они позже заказывают и готовят», – сказал Маккой. "Более поздние ракушки только начали складывать этот суп из карбоната кальция туда, куда нужно, а затем оставлять его там в беспорядке."
Команда также обнаружила, что недавние раковины показали повышенный уровень магния – признак того, что процесс образования раковин был нарушен.
Обычно здоровые скорлупы состоят в основном из карбоната кальция, и любой магний, содержащийся в скорлупе, является продуктом следовых количеств магния, присутствующего в окружающей среде.
«Когда в скелете обнаруживается больше магния, это сигнализирует о том, что организм меньше контролирует то, что он производит», – сказал Маккой.
Повышенный скелетный магний также вызывает изменения в прочности важных связей магний-кислород. Надежность этих связей является поучительным показателем уровня организации в оболочке.
«Когда в скелете нет четкого геометрического рисунка, сила сцепления становится более изменчивой, и это то, что мы наблюдаем в современных оболочках», – сказал Маккой. "Они не организованы."
Эта тенденция к неорганизованной, изменчивой структуре раковины за последнее десятилетие соответствует быстро растущим темпам подкисления океана, связанного с изменением климата. Но хотя эти факторы окружающей среды сделали калифорнийских мидий особенно уязвимыми, Маккой сказал, что те же изменения, которые происходят из-за неупорядоченных скелетов, также могут дать этому виду проблеск надежды.
«Важной темой науки об изменении климата является то, что повышенная изменчивость может стать новым правилом», – сказала она. «Мы знаем, что изменение климата сейчас происходит быстрее, чем то, что Земля испытывала раньше, но мы также видим, что в течение этих длительных периодов времени ситуация имеет тенденцию к стабилизации.
Изменчивость – это основа естественного отбора, и тот факт, что сейчас мы видим такую большую изменчивость индивидуальных черт мидий, означает, что естественный отбор может действовать."
Маккой впервые начала исследовать структуру раковины калифорнийских мидий в 2009 году, когда вскоре после того, как она начала работать над докторской степенью, она заметила резкие визуальные различия между более старыми и более новыми раковинами.
«Моя работа заключалась в том, чтобы разрезать мидии пополам и высверлить раковину для измерения изотопов, и случайно я заметила, что старые раковины выглядят совершенно иначе», – сказала она. "Они были вдвое толще, массивнее, и на их резку уходило вдвое больше времени.
В конце концов, мы обнаружили, что это верно и для других более старых раковин, найденных в различных местах по всему региону. Это было как бы случайно. Мы видели, как меняются снаряды, но не совсем понимали, что происходит."
Теперь, спустя годы после этих первоначальных наблюдений, Маккой и ее команда нашли виновника: глобальное изменение климата и его дестабилизирующее воздействие на наши океаны.
Но, по словам Маккоя, это не повод для откровенного пессимизма.
«Я не знаю, добьется ли этот вид успеха в будущем, но я слишком верю в естественные процессы экологии и эволюции, чтобы думать, что у нас будут бесплодные океаны», – сказала она. "Это правда, что у нас может быть не так много видов мидий или что их популяции могут быть меньше и иметь более ограниченный ареал, но я не думаю, что у нас будет океан без мидий."