8 Minute
Noi cercetări sugerează că extinderea zonelor sărace în oxigen din nord-estul Pacificului ar putea elimina treptat specii mici, dar esențiale, din adâncuri — cunoscute sub numele de „viermi zombie”. Oamenii de știință avertizează că încălzirea oceanelor și extinderea zonelor cu oxigen minim (OMZ) ar putea afecta grav ecosistemele whale-fall și wood-fall, care depind de aceste organisme specializate în digerarea oaselor. Studiile recente combină observații de teren și experimente controlate pentru a înțelege cum modificările fizico-chimice ale apei — reducerea concentrării oxigenului, schimbări în circulația coloanei de apă și creșterea temperaturii — pot transforma nișele ecologice locale și pot duce la pierderi funcționale semnificative în ciclul carbonului la adâncime.
Cum remodelează zonele cu oxigen minim adâncurile oceanice
Zonele cu oxigen minim (OMZ - oxygen minimum zones) sunt straturi oceanice caracterizate prin concentrații scăzute de oxigen dizolvat, prezente în mod natural în multe regiuni ale oceanelor. Totuși, încălzirea globală determină intensificarea și expansiunea acestor zone prin două mecanisme principale: apa mai caldă reține mai puțin oxigen și schimbările în circulația oceanică pot limita reîmprospătarea cu ape bogate în oxigen. Aceste modificări reduc dimensiunea „pocket-urilor” habitabile pentru organisme sensibile la oxigen, mai ales în zonele marginii continentale, unde topografia submarine creează puncte concentrate de resurse — de exemplu, cadavrele de balene și bucăți mari de lemn scufundate, care generează hotspoturi izolate de biodiversitate. Pe aceste margini continentale, interacțiunea dintre hidrodinamica locală și procesele biogeochimice definește o heterogenitate mare a habitatelor; extinderea OMZ poate omogeniza condițiile, eliminând micronișele cu oxigen suficient pentru specii specializate și reducând diversitatea funcțională a ecosistemelor bentonice adânci.
Experimentul de teren și observațiile oamenilor de știință
Echipe conduse de cercetători precum De Leo și oceanograful Craig Smith de la Universitatea din Hawai'i au implementat experimente controlate de tip whale-fall pentru a urmări răspunsul comunităților bentonice la scăderi ale concentrației de oxigen. Experimentul inițial, publicat în Frontiers in Marine Science în 2024, a documentat semnale alarmante: compoziția speciilor s-a schimbat, iar organismele care necesită concentrații mai mari de oxigen, inclusiv viermii Osedax (denumiți popular „viermi zombie”), par a fi vulnerabile. Observațiile au combinat imagistică sistematică cu analiza structurilor de comunitate și parametri fisico-chimici ai apei, demonstrând că tranzițiile de la condiții moderate la condiții hipoxice pot reduce atât abundența, cât și diversitatea funcțională a taxonilor care participă la degradarea oaselor și reciclarea materiei organice. Metodologic, aceste studii au inclus plasarea controlată de mase osoase simulative în locații prestabilite, monitorizare pe termen lung prin ROV-uri și senzori pentru oxigen, temperatură și pH, precum și colectare selectivă de probe pentru analize moleculare și microbiologice, pentru a lega schimbările comunitare de mecanisme fiziologice și de fluxurile de nutrienți la nivel local.
Cine sunt „viermii zombie”?
Genul Osedax include anelide specializate care se infiltrează în oase și mobilizează nutrienți, redându-i rețelei trofice din adâncuri. Aceste organisme au evoluat adaptări morfologice și biochimice unice — de la radacini filamentuoase care colonizează matricea osoasă, la simbioze cu bacterii care asistă în degradarea materiei organice recalcitrante. Rolul lor în reciclarea carbonului după căderile de balene și după evenimentele de scufundare a animalelor mari este esențial: Osedax eliberează compuși organici solubili și facilitează accesul altor microorganisme și nevertebrate la resursele concentrate. Prin urmare, pierderea acestor viermi ar putea afecta nu doar transformarea locală a oaselor, ci și rețeaua trofică extinsă care depinde de pulburile de nutrienți și de microhabitatele create în jurul osului și lemnului scufundat. În plus, Osedax contribuie la succesiunea ecologică specifică acestor cadavre submersate, influențând temporalitatea accesibilității resurselor pentru alte specii specializate, cum ar fi crustacee, moluște și comunități microbiene metabo-lizatoare de sulf, producând astfel efecte în cascadă asupra biodiversității profunde și asupra stocării locale a carbonului.
De ce contează dincolo de oase
„Se pare că extinderea OMZ, consecință a încălzirii oceanului, va fi o veste proastă pentru aceste ecosisteme remarcabile whale-fall și wood-fall de-a lungul marginii nord-estice a Pacificului”, afirmă Craig Smith, co-lider al experimentului împreună cu De Leo. Consecințele nu se limitează la pierderea unor specii carismatice sau rare; ele ating funcții ecosistemice de bază, precum degradarea materiei organice, reciclarea carbonului și susținerea unor lanturi trofice locale. De Leo observă, de asemenea, mutații ale distribuției speciilor la scară spațială regională, subliniind impactele în cascadă asupra biodiversității profunde și asupra ciclului carbonului. Pe lângă pierderile directe de taxoni sensibili la oxigen, extinderea OMZ poate modifica ratele de remineralizare a carbonului, potențial alterând modul în care carbonul organic este stocat la adâncime sau returnat în atmosferă sub formă de CO2 prin procese microbiene. Aceste efecte au implicații pentru modelarea biogeochimică la scară largă, pentru serviciile ecosistemice marine și pentru capacitatea oceanului de a acționa ca sumider de carbon pe termen lung. Mai mult, schimbările în comunitățile whale-fall pot influența conectivitatea între habitate submarine, reducând punctele de refugiu și resursele care permit persistenta unor specii rare sau endemice.
Următorii pași: monitorizarea Clayoquot Slope
Cercetătorii monitorizează în prezent un alt whale-fall pe taluzul Clayoquot, în largul Insulei Vancouver, pentru a urmări dacă populațiile de Osedax scad pe măsură ce OMZ-urile avansează. Monitorizarea pe termen lung, care combină observații in situ, măsurători chimice și metode moleculare, este esențială pentru a determina amploarea posibilelor extincții locale și pentru a formula strategii de conservare. Continuitatea acestor observații va ajuta la construirea unor modele predictive privind răspunsul ecosistemelor profunde la variabilitatea oxigenului și la încălzire, permițând autorităților și comunităților științifice să prioritizeze zonele critice pentru protecție. În același timp, datele pot informa intervenții de management, cum ar fi delimitarea ariei marine protejate sau ajustarea activităților antropice în zonele marginilor continentale. În plan tehnic, proiectele viitoare pot integra telemetrie de tip senzori rețele, secvențiere ambientală pentru detectarea timpurie a schimbărilor în comunități (eDNA), precum și experimente manipulative suplimentare care să clarifice pragurile de toleranță la hipoxie pentru specii cheie. Prin combinarea acestor instrumente, cercetătorii vor putea distinge între efectele directe ale deficitului de oxigen și cele mediate de temperatură, pH sau schimbări în disponibilitatea hranei.
Pe termen lung, gestionarea efectelor extinderii OMZ va necesita o abordare integrată: modelare climatică pentru a anticipa traiectoria schimbărilor fizice, politici de reducere a emisiilor care să atenueze încălzirea oceanului și strategii de conservare adaptativă pentru a menține integritatea funcțională a ecosistemelor profunde. În plus, este importantă creșterea conștientizării asupra importanței proceselor de tip whale-fall și wood-fall — procese punctiforme care, deși localizate, au un impact disproporționat asupra diversității și ciclurilor biogeochimice în oceanele globale. Prin menținerea unui efort științific coordonat, cu date replicate spațial și temporal, comunitatea științifică poate oferi ghidaje solide pentru protejarea acestor procese esențiale și pentru evaluarea riscurilor ecologice asociate extinderii zonelor cu oxigen minim.
În sinteză, rezultatele studiului subliniază legături clare între schimbările climatice, dinamica oxigenului în oceane și sănătatea ecosistemelor adânci dependente de cadavrele submersate și de lemnul scufundat. Viermii Osedax reprezintă un exemplu de specie funcțională care, dacă este afectată, poate declanșa perturbări în circuitele locale de carbon și poate reduce complexitatea habitatelor bentonice. Monitorizarea continuă pe taluzul Clayoquot și analizele complementare vor furniza date esențiale pentru a înțelege dacă extincțiile locale sunt doar un rezultat potențial sau devin o tendință pe termen lung în fața unei lumi în încălzire. În acest context, integrarea cunoștințelor despre OMZ, biologia Osedax și managementul spațiilor marine poate contribui la politici și măsuri de conservare mai eficiente, menite să păstreze funcțiile ecosistemice ale oceanelor profunde în secolul XXI.
Sursa: sciencealert
Lasă un Comentariu