Morskie giganty, w tym żarłacz biały i tuńczyk błękitnopłetwy, stoją w obliczu kryzysu biologicznego. Nowe badania pokazują, że wraz ze wzrostem temperatury oceanów te wysokowydajne drapieżniki są narażone na ryzyko przegrzania – zjawiska, które może zasadniczo zmienić ekosystemy morskie.
Naukowcy opisują ten kryzys jako podwójne zagrożenie : zwierzęta znajdują się pomiędzy dwiema przeciwstawnymi siłami – rosnącą temperaturą otoczenia i zwiększonym biologicznym zapotrzebowaniem na energię.
Fizyka o wysokiej wydajności
Większość ryb jest rybami „ektotermicznymi”, czyli zmiennocieplnymi, co oznacza, że temperatura ich ciała odpowiada temperaturze otaczającej je wody. Jednakże rzadka grupa zwana rybami mezotermicznymi (stanowiąca mniej niż 0,1% wszystkich gatunków) rozwinęła zdolność zatrzymywania ciepła ciała. Dzięki temu mogą szybciej pływać, efektywniej polować i odbywać długie migracje.
Chociaż ta właściwość zapewnia ogromną przewagę ewolucyjną, wiąże się z wysokimi kosztami metabolicznymi. Badanie przeprowadzone przez Trinity College Dublin i Uniwersytet Praetor i opublikowane w czasopiśmie Science pokazuje, co następuje:
- Ekstremalne wydatki na energię: Ryby mezotermiczne spalają prawie cztery razy więcej energii niż ryby zmiennocieplne podobnej wielkości.
- Pułapka temperaturowa: Wzrost temperatury ciała o zaledwie 10°C może ponad dwukrotnie zwiększyć normalne tempo metabolizmu ryby.
- Problem łuszczenia się: W miarę wzrostu ryby te stają się jeszcze skuteczniejsze w zatrzymywaniu ciepła. W końcu ich ciała zaczynają wytwarzać ciepło szybciej, niż są w stanie fizycznie uwolnić je do otaczającej wody.
Wyszukaj „próg równowagi termicznej”
Aby zrozumieć te ograniczenia, naukowcy opracowali nową metodę wykorzystującą bioczujniki do śledzenia w czasie rzeczywistym wytwarzania ciepła u dzikich zwierząt, w tym żarłaczy byczych o masie do 3,5 tony. Pozwoliło im to określić „progi równowagi termicznej” – określone temperatury wody, powyżej których ryby nie mogą już pozostać chłodne.
Na przykład rekin tunelowy o stałocieplnej przemianie materii może mieć trudności z utrzymaniem stabilnej temperatury w wodach o temperaturze wyższej niż 17°C.
Po przekroczeniu tych progów ryby zmuszone są do trudnych kompromisów, aby przetrwać:
1. Spowolnienie: Ograniczenie aktywności w celu zmniejszenia wytwarzania ciepła.
2. Zmiana przepływu krwi: Zmiana sposobu rozprowadzania ciepła w organizmie.
3. Głębokie nurkowanie: Wypłynięcie na znacznie zimniejsze i głębsze wody.
„Te strategie mają swoją cenę” – ostrzega główny autor badania, dr Nicholas Payne. – „Znalezienie lub złapanie pożywienia staje się coraz trudniejsze, zwłaszcza jeśli twoją główną bronią jest szybkość i moc”.
Nadchodząca zmiana ekologiczna
Badanie to dostarcza naukowego wyjaśnienia, dlaczego wiele dużych drapieżników morskich żyje w chłodniejszych wodach na dużych szerokościach geograficznych lub w głębokich obszarach oceanicznych. W miarę jak planeta się ociepla, ich dostępne „bezpieczne” siedliska kurczą się.
Sytuację komplikuje działalność człowieka. Wiele z tych gatunków już cierpi z powodu przełowienia, które wyniszcza zarówno drapieżniki, jak i ich ofiary. Kiedy zaczyna brakować pożywienia, zwierzęta te – i tak już dysponujące ograniczonym budżetem energetycznym ze względu na wysoki metabolizm – mają jeszcze mniej paliwa, aby poradzić sobie ze stresem związanym z rosnącymi temperaturami.
Badanie ukazuje także otrzeźwiające porównanie z przeszłością. Dane paleontologiczne sugerują, że starożytne stałocieplne olbrzymy, takie jak Megalodon, mogły nieproporcjonalnie ucierpieć w poprzednich okresach ekstremalnych zmian klimatycznych. Naukowcy obawiają się, że w obliczu dzisiejszego ocieplenia oceanów w bezprecedensowym tempie może pojawić się podobny scenariusz.
Wniosek
Badanie podkreśla, że najpotężniejsze drapieżniki oceaniczne są również najbardziej bezbronne fizjologicznie. Ponieważ zmiany klimatyczne zmniejszają ich możliwości termiczne, ochrona tych gatunków będzie wymagała nie tylko kontrolowania kwot połowowych, ale także zrozumienia złożonych ograniczeń termicznych, które określają, gdzie mogą żyć i przetrwać.
