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摘要:事实上,根据《实验生物学杂志》最近的一项研究,海洋无脊椎动物如鱿鱼、螃蟹和章鱼所能获得的氧气量,对它们的视力可能远比以前想象的重要。随着全球海洋含氧量的持续下降,部分原因是气候变化,这些生物面临的风险可能会加剧。“我担心气候变化会使这个问题变得更糟,”麦考密克告诉《生活科学》,“而且这种视觉损伤可能更频繁地发生在海洋中。”当这些生物在水柱上上下移动时,氧气供应量会发生显著变化。
编者按:这篇报道是在东部时间5月17日星期五上午11:20更新的
将光粒子转化为视觉信息是一项艰苦的工作,你的身体依靠氧气来完成这项工作。这是真的,无论你是用两只脚走在陆地上,还是用八只脚游在海里。事实上,根据《实验生物学杂志》最近的一项研究,海洋无脊椎动物如鱿鱼、螃蟹和章鱼所能获得的氧气量,对它们的视力可能远比以前想象的重要。在4月24日在线发表的这项研究中,研究人员发现,当4种海洋幼虫(两只螃蟹、一只章鱼和一只鱿鱼)暴露在缺氧环境中仅30分钟时,它们的视网膜活动显著下降。[8关于章鱼的疯狂事实]
对于某些物种来说,即使是氧气水平的微小下降也会导致几乎立即的视力丧失,最终导致几乎完全失明,直到氧气被重新启动。
根据主要研究作者莉莲·麦考密克,在加利福尼亚拉霍亚斯克里普斯海洋研究所的博士候选人,一些视觉损害可能是这些物种的日常现实,它们在海洋的高氧饱和表面和其低氧(低氧)深度在它们的日常喂养过程中迁移。随着全球海洋含氧量的持续下降,部分原因是气候变化,这些生物面临的风险可能会加剧。
“我担心气候变化会使这个问题变得更糟,”麦考密克告诉《生活科学》,“而且这种视觉损伤可能更频繁地发生在海洋中。”
为了将头足类刺入眼睛进行新的研究,麦考密克和她的团队调查了市场上的鱿鱼(Doryteuthis opalessens)、双斑章鱼(octopus bimaculatus)、金枪鱼蟹(Pleuroncodes planipes)和优雅的岩蟹(Metacarcinus gracilis)。这些物种都是南加州附近太平洋的本地物种,它们每天都从事一种称为垂直迁移的潜水活动。到了晚上,它们会游到水面附近觅食;到了白天,它们会潜到更深的地方躲避太阳(以及它带来的饥饿的捕食者)。
当这些生物在水柱上上下移动时,氧气供应量会发生显著变化。海洋表面附近充满了氧气,空气和水在那里相遇,而在地表以下165英尺(50米)的地方,氧气的饱和程度明显降低,许多甲壳类动物和头足类动物白天躲在那里。[不,章鱼不是从外太空来的]
为了查明这些每天的氧气波动是否会影响动物的视力,麦考密克在每只被测幼虫的眼睛上都安装了小电极,这些电极的长度都不超过0.15英寸(4毫米)。这些电极记录了当视网膜对光反应时每个幼虫眼睛的电活动——“有点像心电图,但对你的眼睛而不是心脏,麦考密克说:
然后把每一个幼虫放在一个水箱里,让它们在水中的氧气水平稳步下降的同时,看着明亮的光线。海平面从100%的空气饱和度下降到20%的饱和度,这比他们目前所经历的要低。在这种低氧条件下30分钟后,氧含量增加到100%。
,而四个物种的耐受性略有不同,当暴露在低氧环境中时,四个物种的视力都受到了明显的打击。总的来说,在低氧条件下,每个幼虫的视网膜活动都下降了60%到100%。一些物种,特别是市场鱿鱼和岩蟹,被证明是如此敏感,以至于当研究人员开始减少水箱中的氧气时,它们就开始失去视力。
“当我达到最低的氧气水平时,这些动物几乎失明,”麦考密克说好消息是视力丧失不是永久性的。在恢复到完全饱和氧气环境的大约一小时内,所有的幼虫都恢复了至少60%的视力,一些物种恢复到100%的功能。
在水中失明很可能是因为太平洋在南加州附近自然经历了大量的低氧环境,这些麦考密克说,敏感物种每天都会遇到某种形式的视力障碍。(不过,还需要更多的研究才能确定)麦考密克补充说,希望这些高危物种能够自然地发展出回避行为,以便在严重视力受损的情况下游到海洋中氧气含量较高的地方。
然而,麦考密克说,气候变化引起的快速脱氧可能会使这些物种要适应。根据《自然》杂志2017年的一项研究,在过去50年中,全球海洋总氧水平下降了2%,预计到2100年将再下降7%。自然研究发现,气候变化是造成这些损失的一个重要因素,特别是在海洋上部,麦克罗米克研究的幼虫往往在那里度过他们的大部分生命。
这种由变暖引起的脱氧作用,再加上风和水循环模式等自然力,使得该地区近地表的氧气水平不一致,可能导致更脆弱的生物在最需要的时候失去视力。麦考密克说,处于危险中的动物在接近地表的地方捕猎食物的效率可能会降低,并且可能会错过捕食者在它们中间的微妙迹象。这是一种可怕的可能性——然而,在这些生物犯下潜在的有害错误之前,还需要更多的研究来确定与氧气相关的视力损失量。
“如果我在家里摘下隐形眼镜四处走动,我可能会弄断脚趾,但我会挺过去的,”麦考密克说下一个问题是,视网膜损伤有多大等于视觉行为的改变?”
编者注:这篇报道是为了修正幼虫的测量。它们小于0.15英寸,而不是1.5英寸长。这篇报道还被更新,指出海洋无脊椎动物在正常环境中通常不会经历20%的氧饱和度。
10种动物使用工具6个动物王国中最奇怪的心脏世界上最大的海洋最初发表在《生命科学》上。
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