Verzuring van de oceaan en de mate waarin mariene soorten in staat zijn om te gaan met lage pH-waarden in de zeeën van de aarde, zou een significante invloed kunnen hebben op het verschuiven van de verspreiding van zeedieren als reactie op de klimaatopwarming.

Dit is een van de bevindingen van een baanbrekende nieuwe studie die een allereerste integrale benadering van het onderwerp op wereldschaal heeft gevolgd, het samenbrengen van populatiegenetica, groei, shell mineralogie en metabolische gegevens voor zeeslakken gevonden in de Noord-Atlantische Oceaan.

Gepubliceerd in deze maand Natuurcommunicatie , het verslag, Regionale aanpassing definieert gevoeligheid voor toekomstige verzuring van de oceaan, onthult dat populaties aan de noordelijke en zuidelijke randen van het verspreidingsgebied het meest gevoelig zijn voor oceaanverzuring, en het minst waarschijnlijk in staat zijn om te gaan met significante implicaties voor biogeografie en diversiteit.

Wetenschappers van de Universiteit van Quebec in Rimouski (UQAR), Canada, de Universiteit van Plymouth, het Plymouth Marine Laboratory, en de Universiteit van Birmingham, lanceerde het project in 2010 met financiering uit een aantal bronnen, waaronder het UK Ocean Acidification Research Programme van de Natural Environment Research Council.

Projectleider dr. Piero Calosi, van de afdeling Biologie, Scheikunde en aardrijkskunde bij UQAR, zei:"Het is algemeen bekend dat de fysiologische reactie van een organisme op temperatuur een belangrijke bepalende factor is voor de verspreiding van soorten, die op hun beurt de gevoeligheid van populaties en soorten voor de opwarming van de aarde kunnen dicteren. In tegenstelling tot, er is weinig bekend over hoe andere belangrijke aanjagers van wereldwijde verandering, zoals oceaanverzuring, zal helpen de verspreiding van soorten in de toekomst vorm te geven."

Het team bemonsterde de gewone maagdenpalm Littorina littorea - een intertidale slak met een brede breedtegraad - uit zes populaties die langs de Europese kustlijn van de Noord-Atlantische Oceaan leven, inclusief warm gematigd, koude gematigde en subpolaire gebieden.

De specimens werden vervoerd naar het Marine Biology and Ecology Research Center van de Universiteit van Plymouth en bewaard in aquaria die ofwel zeewater bevatten dat de huidige (pH 8,0) niveaus vertegenwoordigde, of lage pH voorspeld voor het jaar 2100 (pH 7,6).

Na analyse, de wetenschappers ontdekten een reeks effecten, waaronder aanzienlijk hogere snelheden van ontbinding en afbraak van de schaal bij alle monsters die in de lage pH-conditie werden gehouden, veroorzaakt door de corrosieve wateromstandigheden. Dit was vooral duidelijk bij de slakken uit het subpolaire gebied, die zich genetisch hebben aangepast aan de koudere wateren.

Waar populaties duidelijke verschillen vertoonden, was hun metabole respons op lage pH-omstandigheden. De slakken van warme gematigde populaties bleken hun metabolisme te verlagen als een afweging tussen het handhaven van hun fysiologische systemen en hun vermogen om te groeien, uiteindelijk het laatste beperken. Slakken uit de subpolaire populaties handhaafden hun stofwisseling, maar verhoogde de hoeveelheid energie die ze in de mineralisatie van de schaal stopten. En de slakken uit de koude gematigde wateren waren in staat om hun stofwisseling te verhogen, hun groei en hun fysiologische systemen op een beter niveau te houden dan de andere populaties.

Dr Simon Rundle, van de School of Biological and Marine Sciences aan de Universiteit van Plymouth, zei:"Dergelijke verschillen in breedtegraad in de metabole 'strategieën' kunnen, gedeeltelijk, helpen de waargenomen verminderde groei naar de randen van het bereik te verklaren. Blootstelling aan oceaanverzuring veroorzaakte een vermindering van het energiemetabolisme van de slakken, en dergelijke verlagingen kunnen leiden tot een herverdeling van het energiebudget, weg van fundamentele fitnessgerelateerde functies."

Professor Stephen Widdicombe, Head of Science in Marine Ecology and Biodiversity bij Plymouth Marine Laboratory, zei:"Samen de bevindingen van deze studie suggereren dat de relatieve gevoeligheid van verschillende populaties van L. littorea voor toekomstige verzuring van de oceaan waarschijnlijk aanzienlijk zal variëren over het geografische verspreidingsgebied in de Noordoost-Atlantische Oceaan door lokale en regionale aanpassing, waarbij populaties dichter bij de randen van het bereik het meest gevoelig zijn."

Dr. Lucy Millicent Turner, van de Universiteit van Plymouth, toegevoegd:"Als oceaanverzuring kiest tegen gevoelige, range-edge genotypen, het zou een vermindering van genetische diversiteit kunnen veroorzaken, wat verstrekkende gevolgen zou kunnen hebben voor het vermogen van deze populaties om te reageren en zich verder aan te passen aan andere lokale en mondiale stressoren."

De resultaten, zeggen de auteurs, demonstreren ook de risico's van het gebruik van studies met enkele populaties bij het voorspellen van de reacties van soorten en gemeenschappen op mondiale milieufactoren.

"We kunnen momenteel de impact van verschillende milieuveranderingen in verschillende klimaatregio's over- of onderschatten, " concludeert Dr Calosi, "Dit heeft belangrijke implicaties voor de ontwikkeling van richtlijnen en beleid ter bevordering van het behoud van de mariene biodiversiteit onder de voortdurende wereldwijde verandering."