Акулы могут менять свои зубы: по мере того, как они стачиваются, вырастают новые. Поскольку рыбы используют зубы для ловли добычи, это жизненно важно для выживания одного из главных хищников океана. Однако, как показало новое исследование, способности к регенерации зубов может быть недостаточно для того, чтобы противостоять последствиям глобального потепления, при котором океаны становятся более кислыми. Исследователи из Германии изучили зубы акул при различных сценариях закисления океана и показали, что в более кислой воде зубы становятся хрупкими и слабыми.
«Зубы акул, несмотря на то, что они состоят из высокоминерализованных фосфатов, всё равно подвержены коррозии в условиях будущего закисления океана, — сказал первый автор статьи Frontiers in Marine Science Максимилиан Баум. — Это высокоразвитое оружие, созданное для того, чтобы резать плоть, а не противостоять океанской кислоте. Наши результаты показывают, насколько уязвимым может быть даже самое острое оружие природы».
Закисление океана — это процесс, в ходе которого уровень pH в океане продолжает снижаться, что приводит к повышению кислотности воды. В основном это происходит из-за выбросов CO2, вызванных деятельностью человека. В настоящее время средний уровень pH в Мировом океане составляет 8,1. Ожидается, что к 2300 году он снизится до 7,3, то есть станет почти в 10 раз более кислым, чем сейчас.
В своей работе исследователи использовали эти два значения pH, чтобы изучить влияние более и менее кислой воды на зубы чернопёрых рифовых акул. Водолазы собрали более 600 выброшенных акульих зубов в аквариуме. 16 зубов — полностью целых и неповреждённых — были использованы для эксперимента с pH, а ещё 36 — для измерения окружности до и после эксперимента. Зубы инкубировали в течение 8 недель в 20-литровых резервуарах.
По сравнению с зубами, которые инкубировались при pH 8,1, зубы, подвергавшиеся воздействию более кислой воды, были значительно сильнее повреждены. «Мы наблюдали видимые повреждения поверхности, такие как трещины и отверстия, усиление коррозии корней и разрушение структуры», — сказал Фрауне, автор работы. При более высоком уровне pH окружность зуба становилась больше. Однако зубы не росли, а их поверхность становилась неровной, из-за чего на двухмерных изображениях зубы казались больше. Хотя изменённая поверхность зуба может повысить эффективность резания, она ослабляет структуру зуба и делает его более подверженным разрушению.
В исследовании рассматривались только выпавшие зубы из неживой минерализованной ткани, а значит, процессы восстановления, которые могут происходить в живых организмах, не учитывались. «У живых акул ситуация может быть сложнее. Они могут быстрее реминерализироваться или заменять поврежденные зубы, но в закисленной воде затраты энергии на это будут выше», — пояснил Фраун.
Чернопёрым рифовым акулам приходится постоянно держать пасть открытой, чтобы дышать, поэтому их зубы постоянно находятся в воде. Если вода слишком кислая, зубы автоматически повреждаются. «Даже умеренное снижение pH может повлиять на более чувствительные виды с медленным восстановлением зубов или иметь кумулятивный эффект с течением времени, — отметил Баум. — Поддержание pH океана на уровне, близком к нынешнему среднему значению 8,1, может иметь решающее значение для физической целостности инструментов хищников».
Исследование было сосредоточено только на химическом воздействии закисления океана на неживые ткани. В будущих работах следует изучить изменения в зубах, их химическую структуру и механическую прочность у живых акул. Однако микроскопических повреждений может быть достаточно, чтобы создать серьёзную проблему для животных, выживание которых зависит от зубов. «Это напоминание о том, что последствия изменения климата затрагивают целые пищевые цепочки и экосистемы», — заключил Баум.
