Tím výskumníkov z Acadia University (Kanada) prezentoval výsledky štúdie na konferencii Spoločnosti pre experimentálnu biológiu vo Florencii v Taliansku, ktorá odhalila alarmujúci vplyv okysľovania oceánov na hlavonožce. Podľa predbežných údajov trpia kalmáre chované vo vodách s hladinami CO2 podobnými tým, ktoré sa predpokladajú na koniec storočia, znížením objemu mozgu až o 50 % , čo priamo ovplyvňuje ich schopnosť loviť a prežiť.
Štúdia pod vedením Dr. Garetta Allena sa zamerala na chobotnicu veľkoplutvú ( Sepioteuthis lessoniana ), druh považovaný za jeden z najinteligentnejších bezstavovcov na planéte s počtom neurónov porovnateľným s počtom neurónov psa. Okyslenie oceánov spôsobené zvýšeným obsahom CO2 v atmosfére bolo už známe ako škodlivé pre mnohé morské druhy, ale toto zistenie odhaľuje doteraz neznámy neurologický účinok, ktorý by mohol ohroziť celú podtriedu Coleoidea, ktorá zahŕňa aj chobotnice a sépie.
Takto bol experiment vykonaný
Aby simulovali budúce podmienky, vedci zriadili dve paralelné vodné nádrže: jednu so súčasným pH oceánu (8,2) a druhú s pH 7,8, čo je pH očakávané do roku 2100 podľa najpesimistickejších klimatických scenárov. Novovyliahnuté chobotnice boli v týchto nádržiach chované 90 dní a potom im boli odstránené hlavy na analýzu pomocou difúznej magnetickej rezonancie (dMRI).
Pri porovnávaní obrázkov čakalo tím veľké prekvapenie. „Okamžite som si uvedomil, že ich mozgy majú polovičnú veľkosť a musel som upraviť diagnostiku softvéru,“ priznal Allen. Priemerné zníženie objemu mozgu u vzoriek vystavených vyšším hladinám CO2 bolo 49 % a nepozorovala sa žiadna významná zmena celkovej veľkosti tela, čo vylučuje možnosť, že zmenšenie bolo spôsobené menšou celkovou postavou.
Vizuálne oblasti, najviac postihnuté
Podrobná analýza odhalila, že najviac postihnutými oblasťami sú tie, ktoré sú zodpovedné za spracovanie vizuálnych informácií. Optické laloky sa zmenšili o 52 % a optické dráhy o 62 % v porovnaní s chobotnicami v kontrolnej skupine. Keďže sa tieto zvieratá pri lokalizácii a chytení koristi spoliehajú takmer výlučne na zrak, dôsledok je okamžitý: ich lovecké správanie prudko klesá.
Štúdia v skutočnosti nadväzuje na predchádzajúci výskum toho istého tímu, ktorý už zdokumentoval 65 % zníženie loveckého správania už po siedmich dňoch akútnej expozície vysokým hladinám CO2 a 42 % zníženie po 90 dňoch chronickej expozície od vyliahnutia. Allen sa domnieva, že strata zrakovej ostrosti nie je spôsobená poškodením sietnice, ktorá sa javí ako neporušená, ale skôr zmenšením optického laloku, čo bráni interpretácii obrazu.
Možné príčiny a budúce následky
Výskumníci stále nemajú definitívne vysvetlenie tohto javu, ale zvažujú dve hlavné hypotézy. Na jednej strane by energetické obmedzenia v mozgu mohli brániť správnemu fungovaniu neurónov ; na druhej strane by oxidačný stres spôsobený nadmerným množstvom CO2 mohol poškodiť nervové bunky. V oboch prípadoch je výsledkom to, že mozog nie je schopný adekvátne prenášať informácie, čo vedie k abnormálnemu stravovaciemu správaniu.
Tieto zistenia slúžia ako varovný signál ohľadom budúcnosti hlavonožcov, kľúčovej skupiny v morských potravinových sieťach. Ak bude okysľovanie oceánov pokračovať súčasným tempom, inteligentné druhy, ako sú chobotnice, by mohli zaznamenať zníženie svojich kognitívnych schopností a schopností prežitia , čo by malo kaskádovité účinky na celý ekosystém. Allenov tím bude pokračovať vo výskume, aby zistil, či iné morské bezstavovce utrpeli podobné škody a či existuje priestor na adaptáciu.