Kanada'daki Acadia Üniversitesi'nden bir araştırma ekibi, İtalya'nın Floransa kentinde düzenlenen Deneysel Biyoloji Derneği konferansında, okyanus asitlenmesinin kafadanbacaklılar üzerindeki endişe verici etkisini ortaya koyan bir çalışmanın sonuçlarını sundu. Ön verilere göre, yüzyılın sonu için öngörülen CO2 seviyelerine benzer sularda yetiştirilen kalamarların beyin hacminde %50'ye varan bir azalma görülüyor ve bu durum avlanma ve hayatta kalma yeteneklerini doğrudan etkiliyor.
Dr. Garett Allen liderliğindeki çalışma, gezegendeki en zeki omurgasızlardan biri olarak kabul edilen ve bir köpeğinkine benzer sayıda nörona sahip olan büyük yüzgeçli resif kalamarına ( Sepioteuthis lessoniana ) odaklandı . Artan atmosferik CO2'nin neden olduğu okyanus asitlenmesinin birçok deniz türü için zararlı olduğu zaten biliniyordu, ancak bu bulgu, ahtapotları ve mürekkep balıklarını da içeren Coleoidea alt sınıfının tamamını tehlikeye atabilecek, daha önce bilinmeyen bir nörolojik etkiyi ortaya koyuyor.
Deney şu şekilde gerçekleştirildi:
Gelecekteki koşulları simüle etmek için bilim insanları iki paralel su tankı kurdular: biri mevcut okyanus pH'ına (8,2) sahip, diğeri ise en kötümser iklim senaryolarına göre 2100 yılında beklenen pH değeri olan 7,8'e sahip bir tanktı. Yeni yumurtadan çıkmış kalamarlar bu tanklarda 90 gün boyunca yetiştirildi ve daha sonra difüzyon manyetik rezonans görüntüleme (dMRI) kullanılarak analiz için başları çıkarıldı.
Görüntüleri karşılaştırırken ekip büyük bir sürprizle karşılaştı. Allen, "Beyinlerinin yarı boyutunda olduğunu hemen fark ettim ve yazılımın teşhisini yeniden gözden geçirmek zorunda kaldım" diye itiraf etti. Daha yüksek CO2 seviyelerine maruz kalan örneklerde beyin hacmindeki ortalama azalma %49 idi ve genel vücut boyutunda önemli bir değişiklik gözlemlenmedi; bu da küçülmenin daha küçük bir genel yapıdan kaynaklanma olasılığını ortadan kaldırdı.
En çok etkilenen görsel alanlar.
Ayrıntılı analiz, en çok etkilenen bölgelerin görsel bilgiyi işlemekten sorumlu bölgeler olduğunu ortaya koydu. Kontrol grubundaki kalamarlara kıyasla optik loblar %52, optik yollar ise %62 oranında küçülmüştü . Bu hayvanlar avlarını bulmak ve yakalamak için neredeyse tamamen görme duyusuna güvendikleri için, sonuç hemen ortaya çıkıyor: avlanma davranışları önemli ölçüde azalıyor.
Aslında bu çalışma, aynı ekip tarafından daha önce yapılan ve yüksek CO2 seviyelerine akut maruz kalmanın sadece yedi gününden sonra avlanma davranışında %65'lik bir azalmayı ve yumurtadan çıkıştan itibaren 90 günlük kronik maruz kalmanın ardından %42'lik bir azalmayı belgeleyen araştırmalara dayanmaktadır. Allen, görme keskinliğindeki kaybın, sağlam görünen retinaya verilen hasardan değil, görüntü yorumlamayı engelleyen optik lobun küçülmesinden kaynaklandığına inanmaktadır.
Olası nedenler ve gelecekteki sonuçlar
Araştırmacılar bu olguya dair kesin bir açıklama henüz bulamadılar, ancak iki ana hipotezi değerlendiriyorlar. Bir yandan, beyindeki enerji sınırlamaları nöronların düzgün çalışmasını engelleyebilir ; diğer yandan, aşırı CO2'nin neden olduğu oksidatif stres sinir hücrelerine zarar verebilir. Her iki durumda da sonuç, beynin bilgiyi yeterince iletememesi ve bunun da anormal yeme davranışına yol açmasıdır.
Bu bulgular, deniz besin ağlarında önemli bir grup olan kafadanbacaklıların geleceği konusunda bir uyarı niteliğinde. Okyanus asitlenmesi mevcut hızda devam ederse, kalamar gibi zeki türlerin bilişsel ve hayatta kalma yetenekleri azalabilir ve bu durum ekosistem genelinde zincirleme etkiler yaratabilir. Allen'ın ekibi, diğer deniz omurgasızlarının da benzer hasar görüp görmediğini ve uyum sağlama olasılığının olup olmadığını belirlemek için araştırmalarına devam edecek.