研究考虑了全球气候变化的感官影响
为进一步研究海洋通信通道奠定了基础
长期以来，关于全球变化如何影响海洋生物的研究一直集中在生理影响上——例如，由于二氧化碳水平过高，海洋变得越来越酸，牡蛎在海洋中构建或维持坚固外壳的能力下降。
最近，研究人员开始研究全球变化的不同方面是如何扰乱动物行为的。
现在，由威廉玛丽大学弗吉尼亚海洋科学研究所的艾米丽·里维斯特领导的一项研究综合了这些开创性行为研究的结果——揭示了广泛的模式和有趣的异常值——并提供了一个概念框架，以帮助指导这一新兴领域的未来研究。
VIMS的助理教授Rivest说：“气候变化将通过改变感觉通路，对海洋生物产生重大影响。”“这将对生态和进化的相互作用产生影响，包括交配、捕食和栖息地选择。”
作为一个例子，她引用了加州大学戴维斯分校的合著者布列塔尼·杰利森（Brittany Jellison）在2016年领导的一项研究，该研究表明，海洋酸化会干扰潮汐池蜗牛处理和响应海星在水中留下的化学线索的能力，从而使它们更容易被海星捕食。
在切萨皮克湾进行的一项由vims领导的研究也在研究海洋酸化如何影响捕食者-猎物之间的相互作用-蓝蟹和蛤蜊之间的相互作用。
目前的研究基于对120篇相关期刊文章的回顾，发表在最新一期的《海洋科学前沿》上。除了里维斯特和杰利森，合著者还有加州大学戴维斯分校的加布里埃尔·吴、艾琳·萨特思韦特、苏珊·威廉姆斯和布莱恩·盖洛德，以及詹姆斯·麦迪逊大学的汉娜·布拉德利。这项研究由美国国家科学基金会资助。
感觉通路
这项研究的目标之一是阐明人类对环境的压力如何影响海洋生物之间感觉通路的每一步。
“我们的研究，”Rivest说，“强调行为是感官通路的结果，包括信息的产生，信息在环境中的传递，生物体对信息的接收，然后是反应——生物体决定对信息做什么。”该综述还区分了偶然产生的信息（科学家称之为线索）和生物体有意产生的信息（信号）。
“了解气候变化在哪里、在多少地方打破了这条道路，”她补充说，“将有助于我们预测它如何影响更广泛的生态过程，比如食物网和人口动态。”
萨特思韦特补充说：“如果我们能更好地阐明气候变化压力因素对感官通路的影响，那么我们就能制定出更有针对性、更有效的管理和保护措施。”
研究小组的回顾发现了全球变化影响感官通路所有步骤的例子。例如:
- 对切萨皮克湾流行的休闲鱼类弱鱼和黄斑鱼的研究发现，温暖的海水和浑浊度的增加改变了这两种鱼类雄性用来吸引雌性的声音的产生，从而潜在地影响了繁殖的成功。
- 对鸬鹚的研究表明，由于营养物质污染和更频繁的暴雨导致的浊度增加会降低光的传输，可能会降低这些高度视觉的鸟类捕食者的捕食成功率。
- 2013年的一项研究表明，在二氧化碳浓度升高的水中饲养哥伦比亚蛇幼虫会影响它们的耳石，这可能会改变它们探测声音的能力。耳石是脊椎动物内耳中的钙化体，用来感知重力和运动。
该研究小组选择了联合国政府间气候变化专门委员会列出的全球变化影响 它的最新报告气温上升，海洋酸化，低氧区增强、盐度变化、UV-B辐射增强、浊度增加、流体动力学改变、分层加剧和营养过剩。 政府间气候变化专门委员会 是联合国负责指导国际社会应对气候变化危机的机构。
放眼全球，立足本地
研究小组的发现对全球和当地都有影响。
“首先，”Rivest说，“我们发现了一些可推广的机制。如果全球变化的压力源影响了视觉线索或信号的产生，那么它也可能影响声学和化学线索和信号的产生，反之亦然。”事实上，在影响生产的5个环境因素中——温度上升、海洋酸化、低氧、盐度变化和浑浊度增加——4个因素对多种感官都有影响。研究发现，海洋酸化会影响视觉、嗅觉和听觉线索和信号的产生。
“我们认为共同点可能是生理压力，”里维斯特说。温度、盐度或海洋酸化的变化会给生物体带来压力，并可能损害其产生线索或信号的能力。”
但在传播方面，研究小组的回顾发现，全球变化的压力源往往只影响一种模式——听觉、视觉或嗅觉。
例如，Rivest引用了一项研究，该研究确定佛罗里达珊瑚礁的衰退在很大程度上受到陆地径流中氮含量增加的影响。
“这是我看到的做这种工作的好处之一，”里维斯特说。“如果你能更好地理解途径与更多局部压力因素（如营养污染）之间的关系，那么你就有了一种更容易处理的方式来发挥作用。”而不是试图影响整个世界的行为-降低碳排放-你可以努力管理当地的污染原因，如土地清理和雨水径流。这些局部解决方案实际上可能在某些地方更有效，但它们目前没有得到那么多的关注。”
