Окисление океана влияет на мидий на ранних стадиях жизни

Мидии, популярные морепродукты в северной Германии, обитающие в приливных зонах побережья, находятся под угрозой из-за усиливающегося окисления морской воды. Как и многие морские организмы с известковыми раковинами, они чувствительны к снижению pH, особенно на ранних стадиях жизни. Важной причиной является высокая скорость кальцификации у личинок: между первым и вторым днем жизни они формируют раковину, масса которой соответствует массе остального тела. Это явление изучали учёные из Киля, опубликовавшие результаты в журнале Nature Communications.

Впервые для оценки чувствительности к изменению климата были использованы два метода изучения кальцификации у личинок возрастом 1-2 дня. С помощью флуоресцентных красителей и специализированной микроскопии учёные проследили отложение карбоната кальция у живых личинок и показали, что он формируется не внутри клеток, как считалось ранее. Вероятнее, кальций поступает напрямую из морской воды и транспортируется к раковине специальными белками, где и происходит образование карбоната кальция. Во второй части исследования с помощью микроэлектродов измеряли концентрации кальция, pH и карбоната непосредственно под раковиной у личинок размером в доли миллиметра. Впервые удалось показать, что личинки мидий способны повышать pH и концентрацию карбоната под раковиной, что ведёт к увеличению скорости кальцификации.

Однако при усилении окисления pH под раковиной также снижается, что приводит к уменьшению скорости кальцификации, а при очень высоких концентрациях CO₂ — к растворению раковины и повышенной смертности. Интересно, что раковины растворяются только при очень низких значениях pH, что указывает на вклад органических компонентов раковины в устойчивость к растворению. Эти результаты позволяют установить прямую связь между скоростью кальцификации мидий и карбонатной химией морской воды. Высокая чувствительность личинок к закислению объясняется их ограниченной способностью к ионной регуляции.

В дальнейших планах — использование генетических и протеомных методов для изучения белков, участвующих в транспорте кальция и карбоната, и органических веществ, повышающих устойчивость раковины к растворению. Лабораторные данные показывают, что некоторые популяции мидий, особенно из Балтийского моря, более толерантны к окислению океана. Учёные полагают, что ключ к повышенной устойчивости раковин может лежать в вариациях их органических составляющих, и более толерантные популяции в конечном итоге могут оказаться победителями в условиях изменения климата.