Climate change: Hur surt blir livet i ett försurat hav?

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Climate change: Hur surt blir livet i ett försurat hav?"

Rolf Lindgren
för 8 år sedan
Visningar:

1 Climate change: Hur surt blir livet i ett försurat hav? Bodil Hernroth Högskolan Kristianstad och KVA, Sven Lovén Center för marina vetenskaper-kristineberg bodil.hernroth@hkr.se

2 Atmosfärens växthuseffekt är naturlig och utgör en förutsättning för livet på jorden. Utan växthuseffekt skulle det vara nästan 35 grader kallare vid jordytan än det är i dag. klimatbalans.se/vaxthuseffekten.html

3 Klimatförändringar sker också naturligt: Jordens bana runt solen ändrar sin form mellan cirkulär och elliptisk. Tidscykeln är ca år Kraftiga klimatförändringar har utsatt både växter och djur för stora påfrestningar och många arter har dött ut. Men det har också påverkat evolutionen och sållat fram arter med god anpassningsförmåga.

Tidscykeln är ca 100 000 år Kraftiga klimatförändringar har utsatt både växter och

4 FN:s klimatpanel hävdar att de klimatförändringar vi nu ser orsakas av människan och att förändringarna går snabbare än tidigare. The fourth assessment report of the IPCC, 2007

5 Koldioxid Metan Kväveoxid, freoner, m.m. Både koldioxid och dikväveoxid är mycket långlivade och kan stanna i atmosfären i flera hundra år. Människans påverkar växthuseffekten genom förbränning av fossila bränslen, skogsavverkning, cementproduktion, djurhållning etc.

6 Förändringen av koldioxidhalten i atmosfären går ca 100 gånger snabbare nu än under de senaste hundra miljoner åren. Idag ca 350 ppm, i slutet av detta århundrade ca 750 ppm The fourth assessment report of the IPCC, 2007

7 Tecken på klimatförändring Globala medeltemperaturen har under 1900-talet ökat med ~0.6 C Glaciärer smälter, istäcket i Arktis minskar Havsnivån stiger Nederbördsmönstret förändras

8 På senare tid har också en försurning av havsvattnet påvisats Processen kallas Ocean Acidification (OA) Caldeira K, Wickett ME, Royal Society Policy Document 12/05, 2005.

9 Koldioxid reagerar med vatten och gör havet surare (löser sig bättre i kallt vatten än i varmt) CO 2 När koldioxid reagerar med vatten bildas kolsyra: CO 2 + H 2 O H 2 O 3 HCO H + 2H + + CO 3 2- CO Ca 2 + CaCO 3 Kolsyran sänker vattnets ph och ökar lösligheten för kalciumkarbonat.

kolsyra: CO 2 + H 2 O H 2 O 3 HCO 3 - + H + 2H + + CO 3 2- CO 3 2 - + Ca

10 Försurningen sker i ytvattnet. Omblandningen med djupvatten tar lång tid (ca 1000 år) och depån av kalciumkarbonat som finns i bottnarna hinner inte buffra vattnet.

11 Vad händer med livet i havet då ph sjunker? - Av jordens alla arter utgör evertebrater > 90% - 33 / 35 olika fyla finns i haven - Stor diversitet i fråga om storlek, anpassning, livscyklar, morfologi, etc. - Många är beroende av kalciumkarbonat för att bygga skal och skelett. - I ett försurat hav minskar tillgången på kalciumkarbonat. Forskningen kring vad som kan hända med växter och djur i havet när klimatet förändras har bara börjat.

om storlek, anpassning, livscyklar, morfologi, etc.

12 De första rapporterna larmade om korallrevens tillstånd. De växer långsamt och är uppbyggda av ett lättlösligt kalciumkarbonat (aragonit) htm

13 Korallreven: Ett av jordens viktigaste ekosystem med högsta biodiversiteten. Reven skyddar kusten mot stormar och erosion. Skyddar därmed produktiva Mangrove-områden och sandstränder viktiga för befolkningen och för turism. Ungefär 0,5 miljarder människor är direkt beroende av korallreven.

Skyddar därmed produktiva Mangrove-områden och sandstränder viktiga för

14 Blötdjur har också skal som är byggda av den mer lättlösliga formen av kalciumkarbonat (aragonit)

15 Tagghudingar har ganska hård hud (ektoderm) som är uppbyggt av lättlösliga, porösa magnesium-rika karbonater.

16 Kräftdjuren har ett yttre skal som byggs av svårlösligt kalciumkarbonat (kalcit).

17 Nässeldjuren har ett mjukare yttre men många har ett inre skelett av kalciumkarbonat

18 Fortfarande vet vi inte hur alla olika arter kommer att påverkas och vad som händer med ekosystemen Försök i laboratorier tyder på att en del organismer faktiskt växer och frodas när vattnet blir surare, men de allra flesta tar skada.

laboratorier tyder på att en del organismer faktiskt växer

19 Sven Lovén Center för marina vetenskaper - Kristineberg Experimentella studier: Hur påverkas djurens fysiologiska processer, såsom tillväxt, reproduktion, immunförsvar etc. av den klimatförändring vi förväntas uppnå i slutet av detta århundrade?

processer, såsom tillväxt, reproduktion, immunförsvar etc.

20 Här förvaras djuren i rinnande havsvatten i flera månader. Hälften av djuren utsätts för lägre ph genom kontinuerlig bubbling med CO2 och vattnets temperatur regleras.

21 Exempel på våra studier: Påverkas sjöstjärnans immunförsvar av försurningen? Blodcellerna (kallas coelomocyter i sjöstjärnor) är huvudaktörerna i immunförsvaret: Ca 8 miljoner blodceller per ml blod, nybildas hela tiden Vandrar till skadad vävnad och förhindrar blodförlust, Fagocyterar (slukar) skadliga mikroorganismer, Frisätter antimikrobiella ämnen, Signalerar till andra blodceller så att de aktiveras.

ca 50% efter 6 månader i försurat havsvatten.

22 TCC *10 6 per ml Påverkas antalet blodceller? 12,00 10,00 8,00 6,00 4,00 2,00 Antalet coelomocyter minskade med ca 50% efter 6 månader i försurat havsvatten. 0,00 Cont OA Cont = Kontroll (ph 8.1) OA = Försurat havsvatten (ph 7.7) Hernroth et al. Aqua Tox., 2011

23 Påverkas deras förmåga att fagocytera? Blodceller fagocyterar (slukar) mikrober för att döda dem. Denna förmåga försämrades efter 6 månader i försurat havsvatten Phagocytic units * Control OA Hernroth et al. Aqua Tox., 2011

24 MAPKp38 pg per mg protein Påverkas aktiveringen av försvaret? Control OA Efter 6 månader i försurat havsvatten försämras förmågan att skicka ut signaler som aktiverar immunförsvaret. Hernroth et al. Aqua Tox., 2011

25 ph units ph i blodet sjunker då de utsätts för försurat havsvatten 7,5 7,45 7,4 7,35 7,3 7,25 7,2 Control OA Det är energikrävande att försöka hålla den interna ph-balansen: Många cellulära processer kan påverkas! Hernroth et al. Aqua Tox., 2011

26 Vi har gjort liknande studier på havskräftans stress & immunrespons. Resultaten visar att kräftan påverkas efter 4 månaders exponering ungefär på samma sätt som sjöstjärnan. Hernroth et al., Fish & Shellfish Immunol., 2012

27 Skaldjur som äter genom att filtrera vatten innerhåller ofta patogena mikroorganismer. Viktigt att de vinner kriget mot bakterier och virus: Påverkar deras överlevnad och vår tillgång till mat Påverkar risken för smitta då vi konsumerar dem.

28 Long-term survival of marine resources requires good health status based on robust immune defence. Särskilt viktigt i fattiga, kustnära länder såsom i Mozambique där människor är mycket beroende av skaldjur som basföda.

29 Vår senaste studier visar: Vibriobakterier trivs i havsvatten. De kan orsaka magsjuka, öroninflammation och så kallad badsårsfeber. Vissa arter orsakar sjukdom hos marina djur. Vibrio påverkas inte negativt av försurningen. Vissa virulensegenskaper ökar i försurat vatten. Tillväxten gynnas av ökad temperatur. Asplund et al., manus in prep.

30 Shell length growth (mm) ph units of hemolymph Men A 7.6musslorna påverkas a negativt: ab ab 7.5 De växer sämre, deras b 7.4 skalstruktur försämras, de har 7.3 svårare att bryta ner Vibrio 7.2 Asplund et al. Cont4d Manuscript OA4din Cont4m prep. OA4m B 1.5 C D Cont OA Cont OA Asplund et al., manus in prep.

31 Våra studier indikerar att infektionssjukdomar kan komma att öka med klimatförändringen! Forskare (Baker-Austin, et al., 2012) har också sett ett samband mellan temperaturstegringen och antalet fall av Vibrio-infektioner Skåne och Blekinge hade elva fall av badsårsfeber under sommaren 2006.

32 Östersjön är ett av de hav i världen som under de senaste åren värmts upp snabbast. Salthalten förväntas minska p.g.a. ökad nederbörd. Vattnet blir mer skiktat. Algblomningar och bakterieproduktion förväntas öka. Baltic Sea Environment Proceedings No. 111, 2007

33 Utbredningen av blågröna alger/cyanobakterier gynnas av ökad temperatur och ökad avrinning från land som tillför näring (bl.a. fosfor) till Östersjön. Anhopningarna består oftast av knippalgen Aphanizomenon flos-aquae och katthårsalgen Nodularia spumigena. I blomningarna ingår ofta också arter av släktet Anabena.

34 Överfisket av större fiskar ger ökat utrymme för små fiskar som äter djurplankton. Betningstrycket på växtplankton minskar. Större biomassa bryts ner på bottnarna och orsakar syrebrist

35 Vid syrebrist frisätts bl.a. fosfor och metaller som annars ligger bundna i bottensedimenten. Klimatförändringen förstärker därmed Östersjöns problem

36 Kommande studier på plankton och bakterier: Hur förändras artsammansättningen i ett försurat hav över tid? Kan det ske en anpassning?

placeras om ut att i Gullmarsfjorden klimatet håller i på februari att förändras och vi skall och att följa vi inte

37 Visst kan man vara klimatskeptiker? Fler studier krävs Framtida utsläpp? Brister i klimatmodellerna? Naturliga variationer? FN:s klimatpanel (IPCC) bedömer att det inte råder Bassänger (kallas mesokosm) där havsvatten försuras några skall tvivel placeras om ut att i Gullmarsfjorden klimatet håller i på februari att förändras och vi skall och att följa vi inte utvecklingen har något av annat plankton val än och att bakterier, agera i omsättning klimatfrågan. av näringsämnen etc. fram till juli.

38 Tack för visat intresse!

40 En annan effekt av temperaturhöjningen är mindre isutbredning vilket bl.a. påverkar sälstammen eftersom de behöver is för kutarna.

41 Infektionssjukdomar kan öka med klimatförändingen.

42 Iskärnor från Arktis visar att förändringen av havets ph aldrig tidigare har gått så fort! Turley et al. 2006

Relevanta dokument

Bodil Hernroth Professor i biomedicin Högskolan Kristianstad och KVA- Sven Lovén Center för marina vetenskaper- Kristineberg, Fiskebäckskil

Kan klimatförändringarna påverka smitta via havsvatten? Bodil Hernroth Professor i biomedicin Högskolan Kristianstad och KVA- Sven Lovén Center för marina vetenskaper- Kristineberg, Fiskebäckskil Klimatförändring: