If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Ако си зад уеб филтър, моля, увери се, че домейните *. kastatic.org и *. kasandbox.org са разрешени.

Основно съдържание
Текущ час:0:00Обща продължителност:12:13

Да демистифицираме киселинността на океана и последиците върху биологичното разнообразие

Видео транскрипция

Какви са глобалните заплахи за биоразнообразието Днес говорим не за „глобално затопляне“, а за „глобално изменение“. Увеличаването на киселинността на океаните е част от това изменение. Така разглеждаме глобалното изменение по-обстойно, а не само като глобално затопляне. Какво представялва увеличаването на киселинността на океаните? И как засяга разглежданото от нас биоразнообразие? Първо трябва да видим причините, за да разберем какво е и как засяга биоразнообразието. Ако вземем този огромен облак от CO2 от човешката дейност, 30 до 40% от него се разтварят в океана. Останалото остава в атмосферата или се задържа в организмите, обикновено като материал за растенията или в телата на други производители. Но огромното количество CO2, което се разтваря в океана, несъмнено има въздействие. Допълнителният CO2 води до увеличаване на киселинността, която се измерва с pH (пе ха). Нека разгледаме pH накратко. Има няколко важни неща в тази скала: тя е от 0 до 14, където 0 е висока киселинност, а 14 – висока алкалност, или силна основа. pH 7 е неутрално, напр. дестилираната вода. Ако увеличим киселинността или алкалността, pH съответно ще се понижи или повиши. Скалата на pH е логаритмична, т.е. всяко стъпало e 10 пъти по-голямо. Ако намалим алкалността от pH 6 до pH 5, увеличаваме киселинността 10 пъти. Промяна от pH 6 до pH 4 е 10 х 10 или 100 пъти по-висока киселинност. Най-важното е, че pH е измерител на потенциала. Това е потенциалът на течностите да създават заредени водородни атоми, или йони. pH е потенциален водород (означен с H), т.е. силата на водородните йони. След малко ще видим защо силата на водородните йони е съществена. Да видим първо проблема с внасянето на CO2 в морската вода. През Индустриализацията, между 1751 г. и 90-те на ХХ век pH на океана намалява от около 8,25 до 8,14. Не звучи много, но става дума за целия световен океан. И стъпката е логаритмична, т.е. това е 30% ръст на концентрацията на водородни йони в океана. В атмосферата имаме CO2, който попада във водата. Там става химична реакция; той се разпада, свързва се с водата и имаме въглеродна киселина. Процесът е следният: С въглеродната (или въглена) киселина във водата стават няколко неща. Всяка нейна молекула освобождава един от водородните си йони и се получава „бикарбонат“. Бикарбонатите се разпадат до карбонатни йони. При формирането на бикарбонатна и карбонатна молекула се освобождават водородни йони. Тези йони си плуват свободно и повишават киселинността на водата. Това е най-важното – с добавянето на CO2 започва поредица от събития, освобождават се мощни водородни йони, които са виновни за щетите от киселините. Добре е да видим темпа на този глобален процес. Проблемът е не толкова в промяната на pH, а в това, че става много по-бързо отвсякога досега. Текущите темпове на окисление са много подобни на тези по време на огромно парниково явление, възникнало на границата между палеоцена и еоцена преди 55 млн. години. Тогава изчезват много видове на фундаментално ниво на екосистемата, най-вече дълбоко в морето. Геоложката история ни казва, че биоразнообразието може да бъде заплашено от излагане на висока киселинност на океаните. Следват редица вредни последици, като понижение на метаболитната скорост или на имунния отговор към организми, като паразити или бактерии от средата. Знаем, че понижението на pH може да причини унищожение на коралите чрез задействане на химически реакции, водещи до общо понижение на свободните карбонатни йони. Тук трябва да обясним с още малко химия. Много океански организми използват специален материал – калциев карбонат. Той се разтваря в морска вода и е резултат от тази реакция: Добавяме калциеви атоми към карбонатни йони и се получава калциев карбонат – материал, който изгражда скелетите на морските животни, като корали, черупчести мекотели и раци. Те зависят силно от калциевия карбонат. За жалост, свободните карбонатни йони се съчетават с високо реактивните водородни йони и се създава още бикарбонат. Това намалява свободния калциев карбонат, който организмите биха ползвали. Т.е. организмите със скелети от калциев карбонат няма да могат да поддържат скелетите си здрави, защото няма да си набавят достатъчно от него, за да растат или възстановяват скелетите си. Всъщност засегнати са не само коралите, раците и черупчестите мекотели. Сред най-засегнатите са едноклетъчните фораминифери и коколитофори. Те са в основата на хранителната мрежа и са жизнено важни в морските екосистеми. Под микроскоп тези видове изглеждат като малки спирали или имат други чудни форми. Фораминиферите са като малки едноклетъчни амеби, които правят черупки. Метаболизмът и способността им да ги правят силно се засягат от нивата на pH в океана. Коколитофорите са много интересни, тайнствени, едноклетъчни алги. Те също поемат калциев карбонат от океана и произвеждат коколити. Наставката „лит“ означава „скала“, а „коко“ – „с форма на дребен плод“. Тези организми са с формата на малки плодове, но със скалисто покритие. Не са много известни, но ето, вече познавате тези важни растения производители на фитопланктон. Не е много ясно защо правят покритието си от калциев карбонат, но този факт значи, че те ще бъдат тежко засегнати от понижаващото се pH на океана. Винаги е имало много коколитофори. Белите скали на Дувър са съставени почти изцяло от фосили на коколити. Коколитофорите произвеждат химикал, който помагат за формирането на облаци. Според някои учени заплахата за съществуването им може да намали облаците над океаните, в резултат – отразяващата способност на Земята и да увеличи темпа на глобално затопляне. По-големите корали, раци, охлюви и миди също няма да могат да произвеждат калциев карбонат. Те зависят много от него. Учените експериментират с повишено количество CO2 над съд с морска вода. Това увеличава темпа на разтваряне на скелетите на някои от тези организми. Да, при „някои“, но това се наблюдава при почти всички главни групи организми, дори морските звези и таралежи, които имат защитна кожа по цялото си тяло. Те имат вътрешен скелет като рибите и хората, но и те са засегнати. Особено в ларвените етапи. Ларвите са огромна част от планктона и знаем колко важен е той за хранителните мрежи в морето. Дори за организмите без скелети и черупки от калциев карбонат повишената киселинност е лоша. Хиперкапния, или излишък на CO2 в телесните течности, има при видове, като рибите и сепиите. Тя може да промени имунния им отговор. Излишният CO2 затруднява малките риби клоун да различават миризмата на приятели и врагове и пречи на сензорната им механика и на способността им да чуват приближаващи хищници. Това е много интересно – с промяната на химичните свойства на морската вода променяме акустичните й свойства. Последиците от това за животните, които използват ехолокация, са огромни. CO2 увеличава шума в океана, който и без това постоянно расте от други дейности на човека. По-киселинната среда може да пречи на изграждането на органи, като костите на ухото и органите на равновесието, известни като статолити. Те са малки камъчета, които сепията произвежда и съхранява в специална камера в тялото си. Благодарение на тях тя усеща налягането и промените в посоката и движението. Това само показва колко малко знаем. Всичко лавинообразно води до резултати, за които не знаем нищо, различни от неспособността да се произвеждат скелети от калциев карбонат от морската вода. Друг сложен случай е този с морската трева. Като сухоземните растения и тя расте повече при повишените нива на CO2. Тя е много важна – осигурява храна и места за хвърляне на хайвер за различни видове. Така че дали правим нещо добро, ако увеличим растежа й? Не знаем обаче дали тези местни ползи няма да са нищо на фона на унищожението на общата морска хранителна верига и ефекта върху биоразнообразието. Проблемът е много сложен. Не знаем какви са краткосрочните или дългосрочните последици от всичко това. Определено имаме нужда от сериозни изследвания по тези теми. Но знаем, че увеличаването на киселинността на океана е много лоша новина. Проблемът е глобален и възможно най-скоро трябва да намерим глобално решение. Академия на науките, Калифорния
Съдържанието по Биология достига до теб с подкрепата на Фондация Амген