作者克里斯汀·米诺格,史密森尼 东部牡蛎(太平洋牡蛎),取自马里兰州东岸的乔普坦克河
信用:莎拉·多纳兰 早期暴露在恶劣条件下——尤其是温暖的海水和夜间低氧波动——可能会给牡蛎生长多肉组织的能力留下持久的伤疤
史密森尼环境研究中心(SERC)的一组生物学家在一项新的研究中报告了这一发现,该研究于2月16日在线发表
26发表在《生态应用》杂志上
切萨皮克湾的东部牡蛎大多生活在浅水支流中
对于不能移动的贝类来说,这是一个恶劣的环境
在更热的月份,氧气水平会剧烈波动,从白天完全健康的水平到晚上接近零
为了节约能源,一些牡蛎的反应更多的是关注壳的生长,而不是组织的生长
这可能会给任何从事海鲜行业的人带来问题
“我们当然都想在生的酒吧里吃牡蛎组织,”萨拉·多纳兰说,她是SERC的博士后,也是新报告的主要作者
“如果看起来像是一只大牡蛎的组织变少了,顾客和餐馆可能会不太高兴
" 当牡蛎单独经历低氧时,牡蛎的总生长量最大
但是早期暴露留下的痕迹更容易被忽略
在那里,研究人员发现牡蛎生长组织的速度相对于外壳的速度急剧下降
当牡蛎在生命早期和晚期都暴露在低氧和温暖海水的双重打击下时,它们在生长壳上投入更多,而在壳内多汁、可吞咽的组织上投入更少
潜伏的伤疤 在这项研究中,多纳兰与SERC高级科学家马特·奥格本和丹尼斯·布雷特堡合作
奥格伯恩研究切萨皮克湾牡蛎和其他渔业物种的保护
布莱特堡专门研究鱼类和贝类如何应对切萨皮克湖中共存的许多环境危险
“低氧和海水变暖对海洋生物来说是一个真正的双重打击,”布莱特伯格说
“较暖的水容纳的氧气较少,导致氧气下降更快
与此同时,像牡蛎和鳍鱼类这样的冷血动物在较高的温度下需要更多的氧气
" 史密森尼环境研究中心的博士后莎拉·多纳兰研究动物是如何适应威胁的:像切萨皮克湾的东方牡蛎或马萨诸塞州的狗螺(努凯拉·拉皮勒)
信用:克里斯·约克 多内兰是一名进化生物学家,他想弄清楚年幼时受到威胁是否会影响日后的牡蛎生活
夜间低氧的波动给贝类带来了特殊的压力
多纳兰说:“如果情况总是不好,它们可以随着时间的推移而进化,以应对这些恶劣的条件。”
“但特别是对牡蛎这样的(不动的)生物来说,这些波动可能会带来很大压力
" 多纳兰在一个小实验室里进行实验,SERC科学家亲切地称之为“死亡之屋”(首字母缩略词代表“溶解氧牡蛎死亡率”)
这是一个狭窄、黑暗的房间,里面充满了水族馆,生物学家在这里模拟浅切萨皮克水域的条件
多尼兰取了3600只小牡蛎,每只大约3个月大,并让它们接触四种可能的情况
有些牡蛎经历了更高的水温,有些经历了夜间低氧波动,有些两者都接受,有些两者都没有
18天后,多尼兰让牡蛎休息了一会儿
起初,牡蛎看上去并没有坏到哪里去
不管是在热水、缺氧水还是完全正常的水中,所有牡蛎的大小都大致相同
当多尼兰估计每只牡蛎的壳和组织大小时,她也没有发现任何显著的差异
但是压力的影响可能只是潜伏着
经过两个月的休息,多尼兰把一半的牡蛎放回实验罐中
当再次面对同样恶劣的条件时,在第一阶段遭受低氧和高水温的牡蛎开始显示出紧张的迹象
牡蛎设法长到了相当大的尺寸
但是多尼兰注意到了一些奇怪的事情:与更娇惯的牡蛎相比,遭受这两种压力的牡蛎的壳比组织长得多两倍
它们的组织与壳的生长比例只有早期双重暴露的牡蛎的一半
这是一个令人不安的发现,因为对于牡蛎和牡蛎养殖者来说,肉组织才是真正重要的
在像这样的实验舱里,莎拉·多纳兰模拟了切萨皮克湾温暖的水和低氧对东部牡蛎的影响
荣誉:莎拉·多纳兰/史密森尼环境研究中心 确保安全的开始 这给生物学家提出了一个问题:为什么早期暴露不会反而使牡蛎变硬?多纳兰的职业生涯一直在观察动物的适应,她看到了这两种方式的效果
在这种情况下,她怀疑变暖和低氧的结合会留下一个不容易愈合的疤痕
“我认为可能有不可逆转的生理变化,”多纳兰说
也许一个关键基因关闭了——或者开启了
也许牡蛎体内的微生物发生了变化,使得它们处理氧气的效率降低
不管幕后发生了什么,它促使牡蛎长出了比它们生存和产卵所需的组织更多的壳
幸运的是,牡蛎养殖者有一些保护他们的股票的选择
这可能包括跟踪水中的氧气水平,以了解哪些区域容易受到低氧波动的影响
这可能意味着向缺氧区鼓入额外的氧气
对于拥有室内系统的农民来说,将年轻的牡蛎放在鱼缸里并远离田地更长时间可以提供更多的保护
多纳兰说:“当然,在你的农场里不得不搬运牡蛎或者观察溶解氧的分布情况是一项时间投资,但这可能是值得的。”
她说,关键是要在牡蛎还年轻的时候保护它们
早期没有暴露在温水-低氧组合中的牡蛎,当他们后来面对同样的组合时,表现得更好
同时,牡蛎并不是唯一遭受压力“遗留效应”的生物
它们向自然资源保护主义者传达了一个有力的信息:在生物体还年轻的时候保护它们,还能避免什么危险?
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