加州大学圣地亚哥分校 加州大学圣地亚哥分校的研究人员发现，太平洋沿岸发现的一种重要物种——加利福尼亚贻贝的外壳由于海洋酸化而变得越来越脆弱
学分:加州大学圣地亚哥分校罗伊实验室 被称为加利福尼亚贻贝的大型软体动物在从墨西哥到阿拉斯加的太平洋海岸的岩石海岸线上安家
加利福尼亚贻贝被认为是“基础”动物，它为数百种其他物种提供家园，并为从多刺龙虾到人类等物种提供丰富的食物来源
由于人类的影响，我们沿海的水域发生了变化，加州大学圣地亚哥分校的科学家们发现，随着加州贻贝对酸性环境的耐受性越来越强，其贝壳的成分正在减弱
科学家们已经知道，越来越多地被世界海洋吸收的人类产生的二氧化碳水平的上升将对海洋生物产生影响
但是随着海水日益酸化，随着时间的推移，很难衡量对特定物种的影响
我们所知道的大多数物种对酸化水的反应来自短期实验，这些实验表明海洋酸度的增加——导致海水酸碱度的降低和制造贝壳的碳酸盐离子的减少——会导致贝壳的强化程度降低，动物更加脆弱
但是，并非这些研究中的每个物种都有相同的反应，有些物种甚至在这些条件下表现得更好
这使得着眼于温度升高和海洋酸化如何影响物种的长期研究对于理解和准确预测这些物种未来的脆弱性极其有价值
加州大学圣地亚哥分校生物科学研究生伊丽莎白·布拉德和考斯托夫·罗伊教授将新数据与20世纪50年代采集的样本进行比较，发现海洋酸化正在将加州贻贝贝壳的成分从主要是文石矿物转变为方解石矿物
该结果发表在《美国国家科学院院刊》上
文石比方解石强得多，形成更好的外壳来抵御捕食者和波浪能，这两样东西预计会随着海水变暖而增加
另一方面，方解石要弱得多，但不像文石那样容易溶解——如果海水酸化，它会成为更好的贝壳材料
专家们曾预计文石，这两种物质中更强的一种，会成为主要的蚌壳矿物，因为它更喜欢在温暖的水中形成
相反，新的研究表明，较弱但更稳定的方解石矿物现在是主要的贝壳物质，这种反应与海水酸度的增加有关
加州大学圣地亚哥分校生物科学研究生伊丽莎白·布拉德和亚历克斯·纽从拉荷亚到华盛顿州游历太平洋沿岸，收集贻贝，与20世纪50年代收集的贻贝形成对比
学分:加州大学圣地亚哥分校罗伊实验室 “我们发现这些贻贝今天确实比60年前分泌了更多的方解石，”布拉德说
“较低的酸碱度会侵蚀这些动物能够产生的外壳，因此这被认为是海洋生物的一个主要问题
有303个物种与加州贻贝有关，所以如果我们失去了贻贝，我们就失去了其他物种，其中一些对我们的渔业和娱乐活动非常重要
" 20世纪50年代末，加州理工学院的科学家詹姆斯·多德沿着太平洋海岸从拉荷亚来到华盛顿州，沿途收集贻贝
他的样本取样导致了关于贻贝及其壳成分的有价值的基线信息，包括文石与方解石的比例
他的工作成果之一是在寒冷的北方水域和温暖的南方水域之间形成了鲜明的地理对比，在北方水域，贻贝主要以方解石贝壳为特征，而在南方水域，文石是主要的贝壳矿物
为了找出贝壳矿物的轮廓在60年间是如何变化的，布拉德同样在2017年和2018年与她的实验室伙伴、研究生亚历克斯·纽(Alex Neu)一起沿着海岸线旅行，在一次地理上复制多德采样的调查中收集新的样本
收集了100多个贝壳样本后，布拉德花了几天时间将每一个贝壳都小心翼翼地研磨成细小的粉末来分析它们的成分——有时一个贝壳要研磨16个小时
“如果你对文石施加太多的热量或压力，它会转化为方解石，”布拉德说
“方解石非常稳定，但文石却不稳定
为了真正确保这个比例是准确的，你必须非常小心，用手将样品研磨成超细粉末
" 最后，项目合作者奥利维亚·格拉夫教授和她在加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院的材料科学组对每个样品进行了x光衍射离子分析，以确定它们的矿物剖面
格拉夫说:“通过结合我们在材料结晶学方面的专业知识和我们合作者在生态学方面的专业知识，我们能够对我们理解人类对其他物种的长期影响产生真正的影响。”
“这种类型的跨学科研究是继续推进科学和工程以造福世界所必需的
" 在新的研究中收集的加利福尼亚贻贝被取样、测量并最终研磨成细粉，以揭示其贝壳的矿物成分在60年间是如何变化的
学分:加州大学圣地亚哥分校罗伊实验室 结果讲述了一个新的故事
新的调查显示，酸性水减少了整个海岸的贝壳文石，导致方解石成为主要的贝壳矿物，而不是南北加州贻贝贝壳的地理边界
“詹姆斯·多德的数据适合一个温度和海洋酸碱度的平衡与今天大不相同的世界，”EBE生态、行为和进化部门的罗伊教授说
“对我来说，60年后的影响之大令人惊讶
就这些事情而言，这并不是一个很长的时间，但是效果是惊人的
" 研究人员惊讶地发现，海洋酸碱度和碳酸盐有效性的变化，而不是温度，在影响贝壳矿物学方面发挥了如此强大的作用
没有多德的关键基线工作，这一发现是不可能的
作者在论文中写道:“这项研究强调了利用长期数据集和大型空间比较来理解和检验对物种适应不断变化的世界的预测的重要性。”
布拉德和罗伊现在正在深入调查壳牌的生存能力问题
他们正在进行实验室实验，以测试这种从文石到方解石的变化如何影响贻贝贝壳的强度和整体功能
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