یک مشکل سیارهای با هزینه اجتماعی
اسیدی شدن اقیانوس که توسط انتشار دیاکسید کربن انسانی هدایت میشود، یک مرز سیارهای حیاتی در چارچوب اقتصاد دونات کیت راورث را نشان میدهد. با افزایش سطح CO₂ اتمسفری از غلظتهای پیش از صنعتی ۲۸۰ μatm به سطوح فعلی بیش از ۴۱۴ μatm، جذب این کربن اضافی توسط اقیانوس، شیمی آب دریا را اساساً تغییر داده است. pH اقیانوس از زمان انقلاب صنعتی حدود ۰.۱ واحد کاهش یافته است، با پیشبینیهایی که نشاندهنده کاهش بیشتر به pH ۷.۸ تا سال ۲۱۰۰ است.
ماهیگیری دریایی منابع پروتئین ضروری برای بیش از ۳ میلیارد نفر در سراسر جهان فراهم میکند و در عین حال از معیشت میلیونها نفر در جوامع ساحلی حمایت میکند.
ماشینآلات پیچیده سازگاری
سازگاری ماهی از طریق مکانیسمهای متعدد به هم پیوسته در سطوح فیزیولوژیکی، رفتاری و ژنتیکی عمل میکند. در سطح فیزیولوژیکی، ماهیها باید هموستاز اسید-باز را از طریق تنظیمات در انتقال یون و تنظیم pH حفظ کنند. ماهیهای دریایی معمولاً اختلالات اسید-باز را با تجمع بیکربنات در پلاسمای خود جبران میکنند، اما این فرآیند با هزینههای انرژی قابل توجهی همراه است.
مطالعات بیان ژن مسیرهای مولکولی خاصی را شناسایی کردهاند که در تحمل اسیدی شدن دخیل هستند. ماهیهایی که در چشمههای CO₂ طبیعی زندگی میکنند، بیان ژن بالاتری در ژنهای مرتبط با هموستاز pH، متابولیسم افزایش یافته و تنظیم انتقال یون نشان میدهند.
سازگاری فرانسلی
سازگاری فرانسلی به عنوان یک مکانیسم بالقوه حیاتی ظاهر میشود. تحقیقات نشان میدهد که قرار گرفتن والدین در معرض CO₂ بالا میتواند بر عملکرد نوزادان تأثیر بگذارد، با برخی مطالعات که نشاندهنده بهبود کامل اثرات منفی در نوزادانی است که والدینشان شرایط اسیدی را تجربه کردهاند. به نظر میرسد ظرفیت سازگاری تکاملی به تنوع ژنتیکی موجود در جمعیتها مرتبط است.
چالشهای به هم پیوسته
چندین چالش به هم پیوسته سازگاری ماهی را پیچیده میکند. هزینههای انرژی حفظ هموستاز اسید-باز یک محدودیت اساسی را نشان میدهد. تنوع خاص گونه در حساسیت چالشهای اکولوژیکی پیچیدهای ایجاد میکند. نرخ فعلی اسیدی شدن اقیانوس، بیسابقه در تاریخ زمینشناسی اخیر، ممکن است از ظرفیت سازگاری بسیاری از گونهها فراتر رود.
فرصتهای امیدوارکننده
چشمههای CO₂ طبیعی نمونههای قانعکنندهای از سازگاری موفق بلندمدت ارائه میدهند. انعطافپذیری فرانسلی یک مکانیسم سازگاری قدرتمند را نشان میدهد که میتواند پاسخهای سریع به تغییرات محیطی ارائه دهد. شناسایی مسیرهای ژنتیکی خاص درگیر در تحمل اسیدی شدن امکاناتی را برای پیشبینی آسیبپذیری گونهها و ظرفیت سازگاری باز کرده است.
تعادل یک سیاره عادلانه و امن
در چارچوب اقتصاد دونات، سازگاری ماهی یک تقاطع حیاتی بین مرزهای سیارهای و پایههای اجتماعی را نشان میدهد. اسیدی شدن اقیانوس مستقیماً از مرز سیارهای تغییرات آبوهوایی تجاوز میکند و همزمان پایه اجتماعی امنیت غذایی را تهدید میکند. پاسخهای سازگاری گونههای ماهی تعیین میکند که آیا اکوسیستمهای دریایی میتوانند به ارائه خدمات ضروری در «فضای امن و عادلانه» برای بشریت ادامه دهند.