Są starsze niż dinozaury, a nawet starsze niż drzewa. Kiedy wyewoluowały 450 mln lat temu, na lądach nie było jeszcze żadnych zwierząt. Przetrwały pięć wielkich wymierań. Ale najbliższe dziesięciolecia mogą dla rekinów stanowić wyjątkowe wyzwanie.
Nowe badania eksperymentalne wskazują, że zmiany, do których w oceanach dojdzie na skutek globalnego ocieplenia i powiązanego z nim rosnącego zakwaszenia wody, mogą doprowadzić do katastrofalnego spadku przeżywalności zarodków rekinów. Eksperymenty wskazują, że w warunkach, jakie zapanują w oceanach do roku 2100, sukces wylęgu rekinów spada z 82 do 11 proc.
Zobacz również:
Ciepłe, kwaśne oceany
Zmiany klimatyczne gwałtownie zmieniają ziemskie oceany. Nie tylko przez rosnącą temperaturę wody i powiązaną z tym zmianę wielkich prądów morskich. Rosnące stężenie CO2 w atmosferze zmienia skład chemiczny morskiej wody. Dwutlenek węgla przekształca się bowiem w wodzie w kwas węglowy - taki, jak ten, który odpowiada za bąbelki w napojach gazowanych - który powoli, ale nieuchronnie zwiększa poziom zakwaszenia morskiej wody.
A to ma ogromny wpływ na życie wielu morskich stworzeń, na przykład skorupiaków budujących pancerzyki z rozpuszczalnego przez kwas wapnia. Ale nie tylko ich.
"Zarodki gatunków składających jaja są szczególnie wrażliwe na warunki środowiskowe" - mówi Noémie Coulon, doktorantka w Laboratoire de Biologie des Organismes et des Écosystèmes Aquatiques we Francji. "Powodzenie wylęgu zarodków jest kluczowym czynnikiem dynamiki populacji. W przypadku płaszczek i rekinów, które rozmnażają się powoli, niski wskaźnik wylęgu może mieć kluczowe znaczenie dla odnowy populacji".
Aby sprawdzić, jak zmiany klimatu i składu chemicznego wody wpłyną na rekiny, Coulon przeprowadziła serię eksperymentów na rekinkach psich (Scyliorhinus canicula) - jednym z najliczniej występujących w Europie gatunków rekinów, zamieszkujących wody od Norwegii po Morze Śródziemne i Senegal. Pływają one także w Bałtyku. "Rekinek psi już doświadcza utraty siedlisk na obszarach przybrzeżnych, szczególnie w miesiącach letnich, czyli w szczytowym okresie składania jaj" - mówi badaczka.
Zobacz również:
Eksperymenty na rekinach
Rekinek psi należy do ok. 40 proc. rekinów, które rozmnażają się poprzez składanie wytrzymałych, skórzastych jaj zawierających zarodek. Jaja są niezwykle odporne, ale same zarodki są bardzo wrażliwe na zmieniające się warunki oceaniczne, takie jak temperatura i pH. Właśnie ta wrażliwość była obiektem badań francuskiego zespołu badawczego.
Zespół porównał przeżywalność zarodków tego rekina w trzech scenariuszach środowiskowych: scenariuszu kontrolnym, w którym zarodki rozwijały się w wodzie, w której panowały warunki takie, jak wyglądał średni stan oceanów z lat 1995-2014, oraz dwóch scenariuszach opierających się na klimatycznych prognozach na rok 2100.
Pierwszy z nich, tzw. scenariusz "środkowy" zakłada, że do 2100 r. globalna temperatura wzrośnie o 2,7 stopni Celsjusza, a pH morskiej wody spadnie o 0,2. Drugi scenariusz - w którym świat w dalszym ciągu w dużym stopniu opiera się na paliwach kopalnych - przewiduje wzrost temperatury o 4,4°C i spadek pH o 0,4 do końca stulecia.
Badacze symulowali warunki panujące przez następne cztery miesiące rozwoju zarodków i odkryli dramatyczne różnice w powodzeniu wykluwania się zarodków w zależności od warunków eksperymentalnych. W scenariuszu podstawowym i środkowym wykluło się około 82 proc. jaj. Jednak w najcieplejszym scenariuszu tylko pięć z 45 zarodków przeżyło, co oznacza utratę prawie 90 proc. złożonych jaj.
Zobacz również:
Załamanie populacji
"Byliśmy głęboko zszokowani wysoką śmiertelnością" - mówi Coulon. "Prawdopodobnie spowodowałoby to załamanie populacji" - dodaje. Zespół wskazał, że śmiertelność była powiązana z niższym wskaźnikiem spożycia żółtka, niższym tempem wzrostu i brakiem rozwoju skrzeli wewnętrznych. Embriony rozwijały się zbyt wolno.
Badanie to podkreśla również znaczenie sezonowych wahań temperatury, które mogą znacznie zwiększyć śmiertelność w krytycznych okresach składania jaj. "Śmiertelność ta była najbardziej widoczna w sierpniu, zbiegając się z najwyższymi temperaturami sięgającymi 23,1°C oraz na etapie rozwoju, w którym zarodki wchłaniają skrzela" - wyjaśnia badaczka.
Byliśmy głęboko zszokowani wysoką śmiertelnością. Prawdopodobnie spowodowałoby to załamanie populacj.
Zespół zauważył ponadto, że tych 11 proc. rekinów, które zdołały się wykluć w najbardziej ekstremalnym analizowanym scenariuszu, nie wyglądało normalnie. Nie wykazywały typowych wzorców wzrostu charakterystycznych dla przedstawicieli ich gatunku. Badacze spekulują, że to właśnie mogło przyczynić się do ich większej odporności na zmiany środowiskowe. "To, co czyni te osobniki wyjątkowymi, pozostaje niejasne, ale uznanie międzyosobniczego różnic między młodymi organizmami morskimi, moglibyśmy lepiej ocenić przyszły sukces ekologiczny gatunków" - piszą badacze.
Naukowcy podkreślają, że ich badania stanowią zarówno poważną przestrogę, jak i światełko nadziei dla gatunków morskich. "Po pierwsze, to ostrzeżenie przed reakcjami innych gatunków, które mogą być jeszcze bardziej wrażliwe na zmiany środowiska" - wyjaśnia Coulon. "Po drugie, nasze ustalenia pokazują, że bardziej umiarkowany scenariusz emisji może ograniczyć szkody wyrządzane gatunkom takim jak rekinek psi, co stanowi zachętę do ograniczenia emisji gazów cieplarnianych".
Wyniki badań są istotne, bo w podobnej sytuacji, jak rekinek psi, znajduje się ponad 100 gatunków tych drapieżników, które wykazują równie wysoką wrażliwość na zmiany środowiskowe. Rekiny odgrywają niezwykle istotną rolę w wielu morskich ekosystemach, regulując liczbę innych gatunków. Skutki ocieplenia na zdolność do rozmnażania się mogą jednak nie ograniczać się do nich i dotyczyć wielu innych gatunków morskich zwierząt. Oznaczałoby to, że gwałtowne zmiany warunków środowiskowych w oceanach mogą spowodować szybkie wymieranie wielu ekologicznie i gospodarczo istotnych gatunków zwierząt.
