Как отмечается в новой работе, опубликованной в журнале Science, двойной стресс, вызванный повышением температуры воды в океанах и, как следствие, снижением уровня кислорода в воде, оказывает сильное психологическое давление на морских животных, обитающих ближе к экватору.

С повышением температуры ускоряется обмен веществ, что ведет к повышению потребности животных в кислороде.

В то же время, повышение температуры уменьшает объем кислорода, содержащийся в верхних слоях океана, и поэтому его концентрация будет снижаться, считает Куртис Дойч, ведущий автор работы из Школы океанографии при университете Вашингтона в Сиэтле.
«Совместите две эти вещи и получите что-то вроде двойного удара», — говорит он.

Вследствие этого районы обитания многих видов, особенно вблизи экватора, будут сокращаться.

По мнению исследователей, чтобы выжить, некоторые виды, возможно, начнут движение в сторону полюсов, хотя нет никакой гарантии, что новые территории станут для них гостеприимными.
Кроме того, говорится в работе, в уровне выживания видов сыграют свою роль и другие факторы, такие как непереносимость холода, окисление вод океана и их загрязнение.

Дойч и его коллеги сделали такое заключение, основываясь на комплексном анализе данных о состоянии глобальной температуры и уровня кислорода в океанах, совместив его с результатами изучения обмена веществ более десятка различных видов рыб.

Чтобы понять, как область обитания вида соотносится с уровнем кислорода и потребностями этого вида в кислороде, исследователи создали глобальный индекс обмена веществ (соотношение запасов кислорода и потребностях вида в обмене веществ в состоянии покоя). Основное внимание было уделено четырем видам, обитающим в Атлантического океане: треска, скалистый краб, морской лещ и бельдюга, как наиболее изученным.

Как установили исследователи, подобно большинству наземных животных, морские рыбы, могут жить только в тех районах, где кислорода в два-пять раз больше, того количества, которое им необходимо, когда они находятся в малоподвижном состоянии.
Это является залогом того, что при возросшей активности (например, при преследовании хищником) в их распоряжении будет достаточно кислорода, чтобы остаться в живых.

«Мы обнаружили, что на границе области обитания вида, с южной стороны и в направлении экватора, для обеспечения потребностей в энергии, кислорода не хватает, — сказал Дойч. – Это значит, что нехватка кислорода действительно является ограничением для рыб там, где они могут жить».

Потребности в «универсальном» дыхании

Результаты исследования имеют большое значение, так как впервые ученые показали, что для выживания морским и наземным животным требуется, примерно, одинаковое количество кислорода.

«Это значит, есть что-то универсальное, что определяет количество энергии, нужной организму», считает Дойч.

Основываясь на имеющихся показателях повышения температуры океана и снижении уровня кислорода на протяжении ста лет, исследователи спрогнозировали, что количество имеющегося кислорода, необходимого для обмена веществ, может сократиться на 20% глобально и, примерно, на 50% в высоких широтах.

Однако это не значит, что районы обитания будут обязательно сужаться, считает соавтор работы с факультета биологических наук в университете Род-Айленда Бред Сейбел.

«Это было нашим предположением, что в наибольшей степени районы обитания будут сужаться возле тропиков, где индекс обмена веществ рыб вот-вот достигнет критического уровня. Просто в тропиках высокая потребность в кислороде возникает из-за высокой температуры, а причиной его низких запасов являются совсем другие факторы. Поэтому тропическим видам, что касается индекса обмена веществ, терять особо нечего», — написал Сейбел.

Для подтверждения этих открытий, с его слов, еще понадобятся исследования на других видах и в других местах обитания.

Исследователи планируют расширить изыскания, используя для этого студенистые организмы и мелкие виды, формирующие значительную часть тропической цепи на несколько лет вперед.

Дэвид Джонсон из Виргинского института морской науки, не принимавший участия в работе, охарактеризовал это исследование как захватывающее.
«У нас часто вызывает обеспокоенность прямое воздействие температуры на морских животных, но эта работа показывает, что беспокойство должно вызывать также снижения уровня кислорода в воде. А также то, что с повышением температуры воды морские обитатели, возможно, направятся к полюсам в более прохладные и более насыщенные кислородом воды», — написал он.

По материалам издания «www.scientificamerican.com»