Rozsáhlý a na některých místech dokonce rychlý pokles hladiny kyslíku v mořském prostředí ohrožuje citlivé druhy - trend, který bude pokračovat s další změnou klimatu. Samotná skutečnost, že při oteplování oceánů ztrácí kyslík, není pro vědce překvapující, ale rozsah tohoto poklesu vyžaduje naléhavá opatření, takže velké jsou důsledky pro mořské ekosystémy.
Ať už dělají cokoli - schovávají se predátory, tráví jídlo atd. - všechny organismy potřebují kyslík. Nedávné studie však ukazují, že je stále důležitější získat tento životně důležitý prvek pro mořský život.
Hladina kyslíku v oceánech v posledním desetiletí prudce poklesla a alarmující trend souvisí se změnou klimatu, vysvětluje Andreas Oschlies, oceánograf v Helmholtzově středisku pro oceánský výzkum v německém Kielu, jehož tým sleduje hladinu kyslíku v oceánu po celém světě. "Byli jsme ohromeni tím, jak dramatická změna je, jak rychle klesají hladiny kyslíku a jaký velký dopad má na mořské ekosystémy," říká zděšeně.
Sama skutečnost, že s oteplováním oceánů ztrácí kyslík, nejsou vědci překvapeni, ale rozsah tohoto poklesu vyžaduje naléhavou akci, varuje Oshlis. Nedávné studie ukazují, že hladiny kyslíku v některých tropických regionech za posledních 50 let klesly o 40%. Jinde byla vyčerpání méně drastické - průměrná hladina kyslíku na světě klesla o 2%.
Mořská zvířata - velká i mikroskopická - však reagují na jemné změny hladiny kyslíku spěcháním do vyšších hladin kyslíku nebo změnou chování, zjistili Oshlis a kolegové. V důsledku těchto behaviorálních úprav se zvířata mohou stát kořistí pro nové predátory nebo přistát v oblastech s nedostatkem potravy. Změna klimatu již způsobuje vážné problémy pro mořský život - například oxidaci životního prostředí - ale deoxygenace nebo ztráta kyslíku je pro obyvatele moří nejvíce akutní, vysvětluje Oshlis. Konec konců, každý musí dýchat, říká.
Potravinová síť je obrovský problém
Jak se oceán zahřívá, ztrácí kyslík ze dvou důvodů: Za prvé, čím teplejší kapalina, tím méně plynu dokáže zadržet. To je důvod, proč soda šumí rychleji na slunci, vysvětluje Oshlis. Za druhé, když se polární mořský led rozpustí, na povrchu se vytvoří vrstva roztavené vody, která se svými vlastnostmi liší od hlubších chladnějších a slanějších vod. Jedná se o jakýsi druh „zakrytí“, který zabraňuje proudům ve smíchání povrchových vod s hlubokými. A protože kyslík vstupuje do tohoto stanoviště povrchem - buď přímo z atmosféry, nebo z fytoplanktonu, který přebývá na povrchu - čím je míchání slabší, tím méně proniká do hloubky.
Propagační video:
Některé pobřežní oblasti na obou stranách rovníku jsou přirozeně „horkými místy“s nízkým obsahem kyslíku, protože jejich vody, v nichž květ řas spotřebovává kyslík k rozkladu mrtvé hmoty, jsou bohaté na živiny. Avšak změny v jiných ekosystémech, včetně otevřeného oceánu a kolem pólů, jsou pro Oshlise a jeho kolegy zvlášť alarmující, protože tyto regiony nebyly nikdy považovány za zranitelné. Projekce klimatu do budoucna mají tendenci podhodnocovat ztráty kyslíku, ale jsou již v plném proudu, Oshlis a kolegové hlásili v časopisu Nature. A to je další důvod, proč vývoj událostí vyžaduje zvláštní pozornost, varuje.
Podle zprávy Science Advance z prosince 2018 dokonce i malé snížení přímo ovlivňuje chování zooplanktonu ve vodním sloupci - nejmenší organismy, které tvoří spodní článek potravního řetězce. "Jsou velmi citliví," vysvětluje Karen Wishner, oceánograf na University of Rhode Island. Ještě víc, než se očekávalo, přiznává. Některé druhy se ponoří hlouběji do chladnějších, okysličených vod. "Ale v určitém okamžiku prostě nemohou jít hlouběji," poznamenává. Čím hlouběji a chladněji se dostane, tím těžší je píci a rozmnožovat. Zooplankton a ryby, které ho konzumují, živí širokou škálu predátorů, jako jsou chobotnice a velryby, takže jejich chování a stav nevyhnutelně ovlivní celý potravinový řetězec.
Kromě přerušení potravního pásu čelí zvířata dalším fyziologickým problémům, protože si zvykají na snížení hladiny kyslíku. Například čínské krevety ve vodě chudé na kyslík začínají pohybovat ocasy slabší, aby šetřily energii. Podle nedávné studie o fyziologii mořských a sladkovodních organismů, která byla zveřejněna minulý měsíc, ztratili mobilitu a obratnost. Kromě toho, jak se hladiny kyslíku snižují, samci začnou produkovat méně pohyblivých spermií - a toto selhání nebude v následujících generacích nikdy napraveno, i když se hladiny kyslíku vrátí k normálu, poznamenal časopis Nature Communications v roce 2016.
V prostředí s nedostatkem kyslíku mohou být ovlivněny základní smyslové funkce, jako je vidění a sluch, říká Lillian McCormick, postgraduální studentka na University of California v San Diegu. Z jejích předběžných údajů vyplývá, že i mírný pokles kyslíku vede ke zhoršení zraku u řady druhů zooplanktonů. (Mimochodem, totéž se děje s lidmi ve vysokých nadmořských výškách: ztrácejí noční vidění a horší rozlišují barvy). Mnoho druhů zooplanktonů se při navigaci ve vodním sloupci spoléhá na vizuální narážky a vyhýbá se predátorům, takže pokud ztratí dohled, už je nebudou chytit a stanou se zranitelnější, vysvětluje.
Někteří tvorové snášejí nízkou hladinu kyslíku, například medúzy. Účinky deoxygenace však pocítí všechna zvířata, která potřebují kyslík, bez výjimky, řekl Brad Seibel, oceánograf na University of South Florida. Spolu s Wischnerem spolupracovali na nedávné studii zooplanktonu. "Jakékoli snížení hladiny kyslíku sníží vitalitu a plodnost," poznamenává.
Zmenšení oblasti
S tím, jak se oblasti bohaté na kyslík zmenšují, bude se zmenšovat i biotop komerčních ryb - jako je tuňák, který ročně chytí 42 miliard dolarů - a nutí je migrovat na nové hranice. V severovýchodním tropickém Atlantiku se od roku 1960 do roku 2010 snížil počet stanovišť tuňáků - a tím i rozsah rybolovu - o 15%.
Pobřežní rybolov bude čelit zemědělskému odtoku, který urychluje rozkvět řas. Následný rozpad spotřebovává obrovské množství kyslíku, proces, který jsme již pozorovali v Mexickém zálivu poblíž ústí Mississippi. Některé druhy ryb se od těchto „mrtvých zón“vzdálí při hledání zón bohatých na kyslík blíže k hranici svého přirozeného rozsahu. Tento dav usnadňuje rybáře, ale vytváří falešný pocit hojnosti. Seibel předpovídá z dlouhodobého hlediska z toho nic dobrého.
V reakci na globální problém s vyčerpáním kyslíku pomohl Oshlis v září minulého roku v Kielu uspořádat mezinárodní konferenci. Účastníci podepsali improvizovaný dokument nazvaný Kielská deklarace o deoxygenaci v oceánu, aby upozornili všechny státy, OSN a veřejnost a vyzvaly k naléhavému jednání. Signatáři chtějí, aby vlády a mezinárodní organizace podnikly vážnější kroky ke zpomalení změny klimatu a ke snížení znečištění pobřežních odpadních vod, což zhoršuje pokles hladiny kyslíku. Vědci modelovali novou deklaraci na vzoru Monacké deklarace z roku 2008, který podle Oshlise najednou přinesl do povědomí mnoha lidí význam problému okyselení oceánu.
"Mělo by to být varování pro veřejnost a různé vládní a mezinárodní organizace, že se jedná o důležitou otázku," vysvětluje Wischner. Celkově bylo prohlášení podepsáno více než 300 vědci z asi 30 zemí. Seibel, jeden ze signatářů, upřímně říká: „Myslím, že budoucnost je nejsmutnější.“
Laura Poppick