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東太平洋兩浮游生物 140 年外殻變薄 76% 疑由海洋酸化造成

2020/2/4 — 20:57

在倫敦自然博物館館藏中,有大量來自 1872–76 年英國研究船挑戰者號 (HMS Challenger) 遠征太平洋考察成果,金斯頓大學微生物學家 Lyndsey Fox 於當中發現到一批單細胞、有殻有孔蟲門 (foraminifera) 浮游生物未曾被人研究過,其團隊最新刊於《科學報告》的研究更發現,這些樣本的外殻厚度對比現代樣本薄最多 76% ,原因可能與海水變酸有關。

過去,學界都知道人類排放的二氧化碳會融入海水,致使海水酸鹼值 (pH) 降低影響海洋生態,令蟹、珊瑚等生物無法製造出健康的外殻或外骨骼。

現時很多與海水酸化相關的研究,都依靠近年的實驗室數據得出結論,未有使用來自海洋的實際數據。為了對比挑戰者號的樣本, Fox 的團隊集中分析來自 2011 年 Tara Oceans 考察任務、於東太平洋赤道地區中找到的 Neogloboquadrina dutertrei Globigerinoides ruber 兩種浮游生物。

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圖 a–c 為 Tara Ocean 任務取得的 Neogloboquadrina dutertrei 樣本;圖 d–f 則為 140 多年前挑戰者號考察時獲得的同類樣本。
Credit: Fox, L. & et al. (2020).

圖 a–c 為 Tara Ocean 任務取得的 Neogloboquadrina dutertrei 樣本;圖 d–f 則為 140 多年前挑戰者號考察時獲得的同類樣本。
Credit: Fox, L. & et al. (2020).

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透過當年挑戰者號的詳細記錄,團隊可準確找到採樣的確切位置,並在 2011 年的任務在同一位置再取得可比較的樣本。之後,團隊以電腦斷層掃描器製造出該兩種直徑少於 1 毫米的浮游生物外殼立體圖像。

團隊發現,所有現代樣本的外殼平均都比挑戰者號樣本薄: N. dutertrei 的外殼在近 140 年間薄最多 76% ,而 G. ruber 的殻則在同期變薄約 20% 。團隊甚至指,部份現代標本的外殼薄到根本無法製作斷層掃描圖。

根據過去研究的結果,團隊認為這些浮游生物外殻變薄的元兇,很有可能是海水酸化。不過團隊承認,其他與海洋酸化有關的因素,包括海水變暖和海洋溶氧量減少,也可能對外殻厚度有影響。

未有參與研究的不來梅大學古海洋學家 Lukas Jonkers 指,學界大多數關於海洋酸化的知識都來自 1950 年代以後的觀測,當時海洋的 pH 值已經不斷下降,他又指團隊坐享倫敦自然歷史博物館的珍貴樣本,希望團隊可將研究範圍擴大至其他標本和地點; Fox 的團隊指已有類似計劃。

Fox 指,當年挑戰者號的樣本多得一個學者一生都未可全部研究,期望是次研究能激發更多學者去探索現有的博物館館藏。

不過,去年曾有研究顯示,酸化的海水或有助刺激部份藻類營養增加,從而幫助海螺長出較厚硬殻。海水酸化的整體影響,將需更多研究尋找。

來源:
Science, Samples from famed 19th century voyage reveal ‘shocking’ effects of ocean acidification, 3 February 2020

報告:
Fox, L., Stukins, S., Hill, T. & et al. (2020). Quantifying the Effect of Anthropogenic Climate Change on Calcifying Plankton. Scientific Reportrs 10, 1620. doi: 10.1038/s41598-020-58501-w

文/Alan Chiu 、審核/Edward Ho

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