Акулы способны обновлять свои зубы: старые зубы выпадают и на их месте вырастают новые. Это необходимо для выживания одного из основных хищников океана, поскольку рыбы используют зубы для охоты. Однако, как показало новое исследование, способности к регенерации зубов может быть недостаточно для того, чтобы противостоять последствиям глобального потепления, при котором океаны становятся более кислыми. Исследователи из Германии изучили зубы акул при различных сценариях закисления океана и показали, что в более кислой воде зубы становятся хрупкими и слабыми.
«По словам первого автора, зубы акул, состоящие из фосфатов с высоким содержанием минералов, также могут подвергаться коррозии в связи с прогнозируемым закислением океана статьи Frontiers in Marine Science Максимилиан Баум. Это оружие высокого класса, предназначенное для разрушения тканей, а не для защиты от воздействия кислот океана. Проведенные исследования демонстрируют, насколько даже самое острое оружие, созданное природой, может быть беззащитным».
Закисление океана – это процесс, характеризующийся постоянным снижением уровня pH морской воды, что ведет к увеличению ее кислотности. Основной причиной этого явления являются выбросы углекислого газа, вызванные антропогенной деятельностью. В настоящее время средний показатель pH в Мировом океане равен 8,1. Прогнозируется, что к 2300 году он уменьшится до 7,3, что сделает воду примерно в 10 раз более кислой, чем в наши дни.
Для изучения воздействия различной кислотности воды на зубы чернопёрых рифовых акул, исследователи использовали два значения pH. Более 600 выброшенных акульих зубов были собраны водолазами в аквариуме. Для эксперимента с pH было задействовано 16 совершенно целых и неповрежденных зубов, а еще 36 – для измерения окружности до и после проведения эксперимента. В течение 8 недель зубы находились в резервуарах объемом 20 литров.
Зубы, находившиеся в воде с более низкой кислотностью, получили значительно большие повреждения по сравнению с теми, которые инкубировались при pH 8,1. «Наблюдались заметные дефекты поверхности, включая трещины и эрозию, усиление коррозии корней и деструкция структуры», – отметила Фрауне, автор исследования. При более высоком уровне pH наблюдалось увеличение диаметра зуба. Однако зубы не увеличивались в размере, а их поверхность становилась шероховатой, что создавало иллюзию большего размера на двухмерных изображениях. Несмотря на то, что изменённая поверхность зуба может улучшить его режущие свойства, она ослабляет его структуру и повышает уязвимость к разрушению.
В данном исследовании были проанализированы исключительно зубы, выпавшие из неживой минерализованной ткани, поэтому процессы регенерации, свойственные живым организмам, не были рассмотрены. Как отметил Фраун, у живых акул ситуация может быть более сложной, поскольку они способны к более быстрой реминерализации или замене поврежденных зубов, однако в кислой среде затраты энергии на эти процессы возрастут.
Чернопёрым рифовым акулам необходимо постоянно держать рот открытым для дыхания, что обеспечивает постоянное пребывание их зубов в воде. В таких условиях, при повышенной кислотности воды, зубы подвергаются автоматическому повреждению. По словам Баума, даже незначительное снижение pH может негативно сказаться на видах с медленным восстановлением зубов или привести к накоплению негативного эффекта со временем. Сохранение pH океана на уровне, близком к нынешнему среднему значению в 8,1, может быть критически важным для поддержания целостности зубов этих хищников».
В ходе исследования рассматривалось исключительно влияние закисления океана на неорганические структуры. В дальнейших работах необходимо будет проанализировать изменения, затрагивающие зубы живых акул, включая их химический состав и механическую устойчивость. При этом даже незначительные микроскопические повреждения способны создать существенные трудности для животных, зависящих в выживании от состояния зубов. «Это подчеркивает, что последствия изменения климата оказывают воздействие на пищевые цепи и экосистемы в целом», — подытожил Баум.
[Фото: Max Baum / Университет Дуйсбург-Эссен, Гейнрих Гейне ]