ارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون تعرقل نشاط الدماغ للأسماك

أظهرت دراسة جديدة أن زيادة مستويات ثاني أكسيد الكربون في المحيطات في جميع أنحاء العالم تتسبب في فقدان الأسماك لحاسة الشم - مما يهدد بقاءها على المدى الطويل, وتستخدم الأسماك حاسة الشم في الحصول على طعامها، والعثور على موائل آمنة، وتجنب الحيوانات المفترسة، والتعرف على بعضها البعض، وإيجاد مساحات مناسبة للتزاوج, ومع ذلك، فإن التدفق السريع لثاني أكسيد الكربون في مياه البحر لديه القدرة على التأثير على هذه الوظائف الأساسية.

ازاداد بسرعة منذ فجر الثورة الاصطناعية في القرن الثامن عشر، تركيز ثاني أكسيد الكربون المنبعث في الغلاف الجوي, وعادة ما يتم العثور على ثاني أكسيد الكربون في شكل غاز يتحوّل إلى الغلاف الجوي حيث يعمل كغاز الدفيئة، مما يسهم في الاحترار العالمي, ومع ذلك، يمكن أيضًا امتصاص ثاني أكسيد الكربون بواسطة الماء, وعندما يحدث هذا في المحيط، يتفاعل مع الماء لتكوين حمض الكربونيك, و تسببت هذه العملية في ارتفاع حموضة المحيطات بنسبة 43 في المائة منذ الثورة الصناعية وهي ترتفع بمقدار ضعفين ونصف المعدل الحالي بنهاية القرن.

 درس باحثون من جامعة إكستر سمك القاروس - بسبب وفرة الأنواع الاقتصادية وأهميتها الاقتصادية, بهدف فهم كيفية تأثير ثاني أكسيد الكربون على حاسة الشم في الأسماك وعلى الرغم من استخدام قاروس البحر فقط في الدراسة، إلا أن العمليات المتضمنة في حاسة الشم شائعة في العديد من الأنواع المائية، و يجب تطبيق أحدث النتائج على نطاق واسع, ووضع الباحثون مجموعة واحدة من قاروس البحر في الماء مع مستويات الحموضة الحالية في المحيط، بينما تعرضت مجموعة أخرى للمستويات المتوقعة في نهاية القرن.

وقال الدكتور كوسيما بورتيوس، الباحث في جامعة إكستر، الذي قاد الدراسة "إن دراستنا هي أول دراسة لفحص تأثير ارتفاع ثاني أكسيد الكربون في المحيط على نظام الشم لدى الأسماك: "أولًا، قارنا سلوك صغار قاروس البحر عند مستويات ثاني أكسيد الكربون النموذجية لظروف المحيط اليوم، وتلك المتوقعة في نهاية القرن, وسبح قاروس البحر في المياه الحامضية الأقل وكانوا أقل عرضة للاستجابة عندما واجهوا رائحة المفترس"," وكانت هذه الأسماك أيضا أكثر عرضة للتجمد مما يدل على القلق".

واختبر الباحثون أيضًا قدرة القاروس على اكتشاف الروائح المختلفة, فقاموا بذلك عن طريق تسجيل النشاط في الجهاز العصبي بينما تعرّض أنفهم إلى الماء بمستويات مختلفة من ثاني أكسيد الكربون والحموضة, وشرح دكتور بورتيوس قائلًا "إن حاسة شم قاروس البحر قد انخفضت بنسبة تصل إلى النصف في مياه البحر التي تحمضت مع مستوى ثاني أكسيد الكربون المتوقع في نهاية القرن", "لقد تأثرت بشدة قدرتها على اكتشاف بعض الروائح المرتبطة بالأغذية وحالات التهديد والاستجابة لها، أكثر من تأثيرها على الروائح الأخرى".
 وأضاف "نعتقد أن هذا يفسر بالماء المحمض الذي يؤثر على كيفية ربط جزيئات الرائحة بالمستقبلات الشمية في أنف السمك، مما يقلل من قدرته على التمييز بين هذه المحفزات المهمة."

و أظهرت الأبحاث السابقة أن مستويات ثاني أكسيد الكربون يمكن أن تعرقل نشاط الدماغ في الأسماك, وعلّق البروفيسور رود ويلسون من جامعة إكسيتر على محنة الأسماك في عالم أعلى لمستقبل ثاني أكسيد الكربون "تظهر نتائجنا المثيرة للاهتمام أن ثاني أكسيد الكربون يؤثر على أنف السمك مباشرة, وسيكون هذا بالإضافة إلى تأثير ثاني أكسيد الكربون على وظائف الجهاز العصبي المركزي التي اقترحها الآخرون سابقًا، والتي اقترحت تعطل معالجة المعلومات في الدماغ نفسه, ولم يعرف بعد مدى السرعة التي يمكن بها للأسماك التغلب على هذه المشاكل مع ارتفاع ثاني أكسيد الكربون في المستقبل, ومع ذلك، فإن الاضطرار إلى التغلب على مشكلتين مختلفتين يسببهما ثاني أكسيد الكربون، وليس مجرد مشكلة واحدة، قد يقلل من قدرتهما على التكيف أو المدة التي سيستغرقها ذلك.