鲨鱼可能正在失去咬合力

在扫描电子显微镜下看到的黑鳍礁鲨的一颗上齿。 鸣谢：马克西米利安·鲍姆（HHU）/斯特芬·克勒（HHU的）。

（蜘蛛网eeook.com）据《大众科学》（劳伦·勒弗）：鲨鱼以它们的牙齿和可怕的笑容而闻名。不幸的是，对于大白鲨来说，未来可能会对这种可怕的鱼的牙齿构成挑战。气候变化带来的酸性海洋条件可能会腐蚀黑鳍礁鲨（Carcharhinus melanopterus）的牙齿。根据8月27日发表在《海洋科学前沿》杂志上的一项研究进行的测试，2300年的海水pH值预测会损伤鲨鱼牙齿，使其布满小孔和裂缝。 

“受海洋酸化影响的不仅仅是贝壳、珊瑚和贻贝，”该研究的主要作者、生物学家马克西米利安·鲍姆在德国杜塞尔多夫海因里希·海涅大学完成了这项工作，并将其作为学士论文的一部分，他告诉《大众科学》。“顶级掠食者最好、最先进、高度矿化的武器也受到了影响。我们不知道后果会是什么，但我们可以看到并衡量伤害。”

这已经不是什么秘密了：人类活动导致的气候变化正在使海洋变暖。随着大气中二氧化碳（CO2）水平的上升和咸海的变暖，水吸收了更多的溶解二氧化碳。溶解的气体与海水反应，释放氢离子，并引发pH值下降。

在人类历史的大部分时间里，海洋一直呈微碱性，平均pH值约为8.1-8.2，与小苏打的pH值相似。现在，根据地区的不同，它徘徊在8.05附近。这听起来可能不多，但pH值是一个对数尺度，这意味着每上升1.0，酸度或碱度就会变化10倍。 

自19世纪80年代以来，人类活动使海洋中酸性氢离子的浓度增加了26%以上。作为回应，根据政府间气候变化专门委员会的最新报告，自工业时代开始以来，海洋表面的pH值每十年就会下降一次，而且还在继续下降。目前，海洋酸化的速度是过去3亿年来任何时候的10倍。 

这种变化已经开始侵蚀海洋的物理基础设施——从贝类聚集和珊瑚礁到海底。因此，鲍姆想知道，即使是体型更大的动物，通常在吃其他动物的过程中，也会如何应对酸化的直接困难。 

一条黑鳍礁鲨在德国奥伯豪森海洋生物馆游泳。鸣谢：马克西米利安·鲍姆（HHU）/奥伯豪森海洋生物。弗里德曼

除了学习，鲍姆还在当地一家水族馆担任潜水员，帮助维护动物栖息地。在鲨鱼缸潜水时（别担心，鲨鱼“非常害羞”），他经常注意到围栏周围散落着掉落的牙齿。这种牙科五彩纸屑是鲨鱼一生中自然牙齿脱落的产物。掠食性鱼类不断地再生和更换牙齿。这种稳定的牙齿供应为鲍姆追随他的好奇心提供了绝佳的机会。 

他从黑鳍礁鲨身上收集了完整、未受损的样本，并着手评估牙齿在未来海洋条件下的表现。首先，鲍姆和他的同事们仔细观察了数百颗牙齿，并挑选出最原始的牙齿，用显微镜下拍摄的高分辨率照片记录了它们的起始状态。 

他们将牙齿收集范围缩小到16颗代表性牙齿，成对配对。每组的一半被放入一个控制箱，模拟海洋pH值为8.1。另一半被放入一个pH值为7.3的实验罐中，持续八周。IPCC预测，在最坏的情况下，如果人类不能控制排放，到2300年，海洋pH值可能会降至7.3。两个水箱的温度和盐度尽可能保持一致。 

两个月后，他们再次比较了牙齿——这次是在扫描电子显微镜下观察。那些放在酸性更强的水中的牙齿被腐蚀得更严重，并且有更多的裂缝和孔洞，尤其是在牙根和牙根处。与对照组不到一半的牙齿相比，pH值为7.3的八颗牙齿中的每一颗都明显受损。 

实验中的牙齿被配对，并在单独的水箱中测试了两个月。致谢：马克西米利安·鲍姆（HHU）。

虽然鲨鱼确实会不断更换牙齿，但研究结果表明，在气候变化造成的酸性海洋中，它们需要更频繁地更换牙齿。不幸的是，在pH值较低的水中游泳也可能使这些牙齿更难生长和矿化。 

鲍姆说，牙齿“是鲨鱼生态成功的关键”。如果维持这种关键的适应变得更加耗能，鲨鱼可能会因此而受苦。在我们快速变化的世界中，鲨鱼已经面临着许多威胁，包括栖息地丧失、渔业衰退、偷猎，甚至感官受损。牙齿变弱只会增加负担。

这项研究提供了初步证据，表明酸化可能会以一种以前没有记录的方式对鲨鱼造成压力，尽管这一发现有一个很大的警告。鲍姆说：“我们真的不知道它会对健身产生什么影响。”。他和他的同事们没有评估牙齿的机械强度，也没有在活鲨鱼身上进行测试，而且并非所有的研究都与新结果一致。 

2019年的一项研究评估了pH值对鲨鱼皮肤小齿的影响，这是一种嵌入鲨鱼皮肤中的特殊鳞片状结构，由与牙齿相同的材料制成，有助于鲨鱼在水中的水动力和高效运动。在这项研究中，科学家们确实发现酸性条件也会腐蚀牙本质。然而，2022年对杰克逊港鲨鱼（Heterodontus portusjacksoni）的另一项研究确定，该物种的牙齿可以抵抗海洋酸化，部分原因是温度上升和pH值下降的影响在某些情况下可能会相互抵消。例如，高温会使牙齿更脆，而酸会使牙齿变软。

鲍姆指出，2022年的研究采用了与他的团队研究截然不同的方法，并将鲨鱼暴露在酸性较低的环境中。此外，所研究的鲨鱼种类可能会产生很大的不同。杰克逊港鲨的牙齿比黑鳍礁鲨的牙齿更少暴露在周围的水中，并且具有不同的解剖结构。哪种鲨鱼最能容忍和最不能容忍海洋酸化仍然是一个悬而未决的问题。需要更多的研究来了解16颗松动牙齿的单一实验如何转化为现实世界。 

鲨鱼已经存在了4亿多年，它们经历了这一切——比现在更温暖、更凉爽的时期，在低pH值和高pH值的环境中，海平面越来越高，等等。但过去的所有转变都带来了损失。Megalodon离开是有原因的。

鲍姆说：“有许多已经灭绝的鲨鱼物种”，还有数百种现存的鲨鱼。展望不久的将来，“也许一个物种会管理它，”他说。“另一个，也许不是。”