Κίνδυνος μαζικής εξαφάνισης θαλάσσιων οργανισμών λόγω κλιματικής αλλαγής, σύμφωνα με μελέτη του Science

Συγγραφή άρθρου:

Κλεοπάτρα Καλλωνιάτη MSc

Ιάσωνας Θεοδώρου  (υποψήφιος διδάκτορας)

Διονύσης Ραΐτσος (Επικ. Καθηγητής Θαλάσσιας Βιολογίας)

Ομάδα Ωκεανογραφίας & Παρατήρησης της Γης, Τομέας Ζωολογίας – Θαλάσσιας Βιολογίας, Tμήμα Βιολογίας, Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών

---

Άρθρο ανασκόπησης με αφορμή το άρθρο στο Science με τίτλο Avoiding ocean mass extinction from climate warming των Penn και Deutsch (2022).

Ο πλανήτης μας βρίσκεται στη κατεύθυνση μιας έκτης μαζικής εξαφάνισης ειδών. Επιστημονικά ευρήματα κάνουν λόγο για απειλή της ζωής στον ωκεανό, ανάλογη με εκείνη 65 εκ. χρόνια πριν. Τότε που ένας αστεροειδής χτύπησε τη Γη, οδηγώντας στην εξαφάνιση των ¾ των ειδών που κατοικούσαν στον πλανήτη, συμπεριλαμβανομένων και των δεινοσαύρων.

Η ανθρώπινη υπερεκμετάλλευση των χερσαίων και θαλάσσιων οικοσυστημάτων, σε συνδυασμό με όλες τις μορφές ρύπανσης που προκύπτουν από τον σύγχρονο τρόπο ζωής (ατμοσφαιρική, χερσαία, θαλάσσια) έχει οδηγήσει στον εκτοπισμό και την εξαφάνιση ειδών, μέσω της αλλοίωσης ή της απώλειας των οικοτόπων τους. Ταυτόχρονα, ο πλανήτης ήδη έχει θερμανθεί κατά μέσο όρο άνω του ενός βαθμού Κελσίου, από την προ-βιομηχανική εποχή. Την προηγούμενη χρονιά, οι ωκεανοί απορρόφησαν τα υψηλότερα ποσά θερμότητας που έχουν παρατηρηθεί μέσα στα τελευταία 60 χρόνια, ως αποτέλεσμα των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου.

Όπως είναι γνωστό από το παλαιοντολογικό αρχείο, οι μαζικές εξαφανίσεις ειδών του παρελθόντος, συνέπιπταν πάντα με περιβαλλοντικές αλλαγές παγκόσμιας κλίμακας.

Η σταδιακή αύξηση της θερμοκρασίας γίνεται ολοένα και πιο περιοριστική για την επιβίωση των θαλάσσιων ειδών, ενώ η μείωση του διαλυτού οξυγόνου στο θαλάσσιο περιβάλλον οδηγεί πολλά από αυτά σε ασφυξία. Σύμφωνα με μια μελέτη που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Science, αν δεν περιοριστεί η εκπομπή των αερίων του θερμοκηπίου, περίπου το ένα τρίτο του συνόλου των θαλάσσιων ζωικών οργανισμών κινδυνεύει από εξαφάνιση εντός των επόμενων 300 χρόνων.

Οι ερευνητές, της εν λόγω μελέτης, Deutsch και Penn από το πανεπιστήμιο του Princeton, χρησιμοποίησαν κλιματικά μοντέλα με στόχο να προσομοιώσουν τις μελλοντικές κλιματικές συνθήκες, σύμφωνα με δυο διαφορετικά σενάρια της εξέλιξης των εκπομπών των αερίων του θερμοκηπίου. Στα μοντέλα αυτά συμπεριέλαβαν προσομοιωμένους τύπους οργανισμών με συγκεκριμένα οικοφυσιολογικά χαρακτηριστικά, όπου προσδιορίζονται τα όρια ανοχής τους ως προς τη θερμοκρασία και την διαθεσιμότητα σε οξυγόνο. Έτσι, κατέστη δυνατή η πρόβλεψη του ποσοστού των θαλάσσιων ειδών που κινδυνεύουν να εξαφανιστούν, λόγω απώλειας του οικοτόπου τους, υπό την επίδραση της κλιματικής αλλαγής.

Για να εξετάσουν τη λειτουργία τους, οι Deutsch και Penn χρησιμοποίησαν τα μοντέλα αυτά για να προσομοιώσουν τη μαζική εξαφάνιση της περιόδου του Περμίου. Κατά το τέλος της περιόδου αυτής (~248 εκ. χρόνια πριν) συνέβησαν δραματικές περιβαλλοντικές αλλαγές, όπως η υπερθέρμανση του πλανήτη λόγω ηφαιστειακών εκρήξεων και η μείωση του διαλυτού οξυγόνου και του pH στους ωκεανούς. Οι αλλαγές αυτές, που σε παρόμοιο μοτίβο εξελίσσονται και στη σημερινή εποχή, οδήγησαν στην εξαφάνιση πάνω από το 60% των υδρόβιων οργανισμών. Καθώς η προσομοίωσή τους ήταν επιτυχής, σύμφωνα πάντα με τα παλαιοντολογικά στοιχεία, οι επιστήμονες ήταν αρκετά σίγουροι αναφορικά με τις προβλέψεις τους για το χρονικό διάστημα των επόμενων 300 ετών.

Βάσει των προβλέψεων αυτών, η απώλεια άνω του 50% των οικοτόπων των περισσότερων θαλάσσιων οργανισμών, θα έχει ως συνέπεια τα είδη αυτά να οδηγηθούν σταδιακά προς μια μη αναστρέψιμη εξάλειψη.

Κατά το – πιο αισιόδοξο – σενάριο της κάμψης του ρυθμού εκπομπών, οι εκπομπές ξεκινούν την κάμψη τους ήδη από το 2020 και μειώνονται σταδιακά. Σε αυτή τη περίπτωση, η παγκόσμια θερμοκρασία προβλέπεται να αυξηθεί κατά 2 βαθμούς Κελσίου, κατά μέσο όρο, μέχρι το τέλος του αιώνα και στη συνέχεια θα καμφθεί, αποτρέποντας μια μαζική απώλεια της υδρόβιας ζωής.

Αντίθετα, με βάση το σενάριο όπου οι εκπομπές των βλαβερών αερίων συνεχίζονται σε βάθος χρόνου, η μέση θερμοκρασία του πλανήτη θα συνεχίσει να αυξάνεται με ταχύτερους ρυθμούς.  Εάν συμβεί αυτό, οι απώλειες σε είδη θα ισοδυναμούν με τα πέντε σοβαρότερα γεγονότα μαζικών εξαφανίσεων στην ιστορία της Γης.

Τέτοια φαινόμενα είναι δυστυχώς ήδη υπαρκτά. Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελεί ο μαζικός αποχρωματισμός των κοραλλιών που συμβαίνει, συνήθως, παρουσία ενός θαλάσσιου καύσωνα. Όταν το θερμικό στρες επικρατήσει για παρατεταμένο χρονικό διάστημα, τα κοράλλια αδυνατούν να ανακάμψουν και ο αποχρωματισμός τους σηματοδοτεί τον επερχόμενο θάνατο. Ο Μεγάλος Κοραλλιογενής Ύφαλος, στη βορειοανατολική ακτή της Αυστραλίας, έχει πληγεί από μαζικούς αποχρωματισμούς κοραλλιών ήδη 6 φορές από το 1998, με τον τελευταίο να λαμβάνει χώρα το Μάρτιο του 2022. Οι κοραλλιογενείς ύφαλοι αποτελούν hot-spots βιοποικιλότητας και υψηλής σημασίας οικοτόπους, για την θρέψη και την ανάπτυξη μιας πληθώρας θαλάσσιων οργανισμών. Η σταδιακή εξάλειψη των κοραλλιών μπορεί να διαταράξει σημαντικά την αφθονία και τη βιοποικιλότητα ολόκληρου του οικοσυστήματος που απαντάται σε έναν κοραλλιογενή ύφαλο.

Ο κίνδυνος εκτοπισμού ενός είδους από το φυσικό του περιβάλλον εντείνεται σε περιοχές όπου οι κλιματικές συνθήκες που επικρατούν, ωθούν τους οργανισμούς κοντά στα όρια ανοχής τους. Τέτοια παραδείγματα αποτελούν οι θερμές τροπικές περιοχές, όπως ο τροπικός Ινδο-Ειρηνικός ωκεανός, που φιλοξενεί οικοσυστήματα υψηλής παραγωγικότητας σε αλιευτικά είδη, τα οποία με τη σειρά τους αποτελούν ένα σημαντικό ποσοστό της ανθρώπινης διατροφής. Η θέρμανση του επιφανειακού στρώματος του ωκεανού σε συνδυασμό με τους υψηλούς μεταβολικούς ρυθμούς των οργανισμών οδηγούν σε εξάλειψη του διαλυτού οξυγόνου, λόγω της εξάτμισης και της κατανάλωσής του, αντίστοιχα.

Ακόμη, η αύξηση της επιφανειακής θερμοκρασίας προκαλεί τη λεγόμενη θερμική στρωματοποίηση του ωκεανού. Αυτή οδηγεί σε αδυναμία ανάμιξης του θερμότερου επιφανειακού με τα περισσότερο κρύα, πλούσια σε θρεπτικά συστατικά, θαλάσσια στρώματα, που βρίσκονται βαθύτερα. Η απουσία θρεπτικών από τα επιφανειακά νερά αποτελεί περιοριστικό παράγοντα για την ανάπτυξη των φωτοσυνθετικών θαλάσσιων οργανισμών, οι οποίοι δεσμεύουν διοξείδιο του άνθρακα από την ατμόσφαιρα, παράγουν οξυγόνο και αποτελούν τροφή για τους οργανισμούς που ανήκουν σε ανώτερα τροφικά επίπεδα.

Τα είδη που αναγκάζονται να εκτοπιστούν λόγω της εγκαθίδρυσης δυσμενών περιβαλλοντικών συνθηκών, διατρέχουν ακόμη μεγαλύτερο κίνδυνο μαζικής εξαφάνισης όταν δεν καταφέρουν να αποικήσουν νέους οικοτόπους. Τέτοια είναι και η περίπτωση των πολικών ειδών. Ψυχρόφιλα πολικά είδη που εξαρτώνται από την ύπαρξη συγκεκριμένων παράκτιων περιοχών ή γεωλογικών υποθαλάσσιων σχηματισμών, πιθανότατα να μην επιβιώσουν σε θερμότερα κλίματα, με το προοδευτικό λιώσιμο των πάγων,.

Ο προβλεπόμενος αντίκτυπος της επιταχυνόμενης αλλαγής του κλίματος είναι σίγουρα σημαντικός και ο κίνδυνος εξαφάνισης της θαλάσσιας – και όχι μόνο – ζωής είναι μεγαλύτερος από ότι ήταν για τα τελευταία 10 εκατομμύρια χρόνια. Όμως, όπως επισημαίνουν και οι Penn & Deutsch, δεν είναι πολύ αργά για να θεσπιστούν οι απαραίτητες μειώσεις στις εκπομπές των αερίων του θερμοκηπίου, ώστε να αποφευχθεί ένα γεγονός μαζικής εξαφάνισης, στο όχι και τόσο μακρινό μέλλον.

Βεβαίως, είναι πολύ σημαντικό να γίνει κατανοητό πως οι εκάστοτε τοπικές ανθρωπογενείς επιδράσεις που ασκούνται στο περιβάλλον δρουν συνδυαστικά με την κλιματική αλλαγή δυσχεραίνοντας το πρόβλημα. Η συνειδητοποίηση του domino-effect που θα έχει η σταδιακή εξαφάνιση όλο και περισσότερων ειδών στην τροφική αλυσίδα, μέρος της οποίας είναι και ο άνθρωπος, είναι απαραίτητη για να οδηγηθούμε στις κατάλληλες ενέργειες. Ενέργειες συνδεδεμένες με έναν κατάλληλο τρόπο ζωής, που θα προασπίσει τη λειτουργικότητα των οικοσυστημάτων αυτού του πλανήτη και την επιβίωση των γενεών που θα ακολουθήσουν.

Βιβλιογραφία

https://www.science.org/doi/10.1126/science.abe9039

https://earthobservatory.nasa.gov/images/149666/great-barrier-reef-mass-bleaching-event