Versnelde verzuring van de oceaan zou de fundamentele structuur van Californische mosselschelpen kunnen veranderen, volgens een nieuw rapport van een team van wetenschappers onder leiding van de Florida State University.

Voor duizenden jaren, Californische mosselschelpen hebben een relatief uniforme mineralogische samenstelling gemeen:lange, cilindrische calcietkristallen geordend in nette verticale rijen met knapperige, geometrische regelmaat. Maar in een studie die deze week in het tijdschrift is gepubliceerd Global Change Biologie , onderzoekers suggereren dat escalerende snelheden van oceaanverzuring die schelpminerologie op zijn meest elementaire structurele niveaus opschudden.

"Wat we in recentere schelpen hebben gezien, is dat de kristallen klein en gedesoriënteerd zijn, " zei universitair docent biologische wetenschappen Sophie McCoy, die de studie leidde. "Dit zijn belangrijke veranderingen in de manier waarop deze dieren hun schelpen produceren die kunnen worden gekoppeld aan een veranderende oceaanchemie."

Om deze wijzigingen te documenteren, het onderzoeksteam bestudeerde een archief van natuurlijke Californische mosselspecimens verzameld op Tatoosh Island voor de noordwestelijke punt van Washington. Moderne mosselschelpen werden vergeleken met schelpen uit de jaren 70 en met schelpen die duizenden jaren oud werden geleverd door het plaatselijke Makah Cultural and Research Centre.

Onderzoekers ontdekten dat hoewel de schelpminerologie eeuwenlang consistent was gebleven, schelpspecimens die in de afgelopen 15 jaar zijn verzameld, hadden dramatische structurele veranderingen ondergaan.

"Als de mosselen klaar zijn om hun schelpen te bouwen, ze leggen eerst een amorfe soep van calciumcarbonaat neer, die ze later bestellen en organiseren, "Zei McCoy. "Recente schelpen zijn net begonnen die calciumcarbonaatsoep op te stapelen waar het heen moet en het daar dan ongeordend achter te laten."

Het team ontdekte ook dat recente schelpen verhoogde niveaus van magnesium vertoonden - een teken dat het proces van schelpvorming is verstoord.

Typisch, gezonde schelpen bestaan ​​voornamelijk uit calciumcarbonaat, en elk magnesium dat in een omhulsel is opgenomen, is een product van sporenhoeveelheden magnesium uit de omgeving dat in het milieu aanwezig is.

"Als er meer magnesium in het skelet wordt gevonden, het geeft aan dat het organisme minder controle heeft over wat het maakt, ' zei McCoy.

Verhoogd skeletmagnesium veroorzaakt ook veranderingen in de sterkte van belangrijke magnesium-zuurstofbindingen. De robuustheid van deze bindingen is een leerzame proxy voor het organisatieniveau in een schil.

"Als er geen duidelijk geometrisch patroon in het skelet is, de hechtsterkten worden meer variabel, en dat is wat we zien in moderne schelpen, "Zei McCoy. "Ze worden niet georganiseerd."

Deze trend naar ongeorganiseerd, variabele schelpstructuren in het afgelopen decennium komt overeen met de snel toenemende snelheid van aan klimaatverandering gerelateerde oceaanverzuring. Maar hoewel deze omgevingsstressoren de Californische mossel bijzonder kwetsbaar hebben gemaakt, McCoy zei dat dezelfde variatie die voortkomt uit ongeordende skeletten de soort ook een sprankje hoop kan bieden.

"Een belangrijk thema van de wetenschap over klimaatverandering is dat grotere variabiliteit de nieuwe regel zou kunnen zijn, " zei ze. "We weten dat de klimaatverandering op dit moment sneller gaat dan wat de aarde eerder heeft meegemaakt, maar we zien ook dat over deze lange tijdschalen, dingen hebben de neiging om te stabiliseren en te stabiliseren. Variabiliteit is de basis van natuurlijke selectie, en het feit dat we nu zoveel variabiliteit in de individuele eigenschappen van de mosselen zien, betekent dat er potentieel is voor natuurlijke selectie."

McCoy begon in 2009 met het onderzoeken van de mosselschelpstructuur in Californië, toen, kort nadat ze begon te werken aan haar doctoraat, ze merkte grote visuele verschillen op tussen oudere en recentere schelpen.

"Mijn taak was om mosselen doormidden te snijden en de schaal uit te boren voor isotopenmetingen, en bij toeval merkte ik dat oudere schelpen er totaal anders uitzagen, "zei ze. "Ze waren twee keer zo dik, enorm en duurde twee keer zo lang om te snijden. Eventueel, we ontdekten dat dit gold voor andere oudere schelpen die op verschillende locaties in de regio werden gevonden. Het was een beetje per ongeluk. We konden zien dat de schelpen veranderden, maar we wisten niet precies wat er aan de hand was."

Nutsvoorzieningen, jaar na die eerste waarnemingen, McCoy en haar team hebben de boosdoener gevonden:de wereldwijde klimaatverandering en de destabiliserende effecten ervan op onze oceanen.

Maar volgens McCoy, dit is geen reden voor ronduit pessimisme.

"Ik weet niet of deze soort in de toekomst zal slagen, maar ik heb te veel vertrouwen in de natuurlijke processen van ecologie en evolutie om te denken dat we kale oceanen zullen hebben, "zei ze. "Het is waar dat we misschien niet zoveel mosselsoorten hebben, of dat hun populaties kleiner kunnen zijn en een beperkter bereik hebben, maar ik denk niet dat we een oceaan zonder mosselen zullen hebben."