Zemljina atmosfera održava konstantan nivo kiseonika, bilo da je zima, kišni dan ili vruće leto. Preko okeana, koncentracije kiseonika se veoma razlikuju između različitih mesta i tokom vremena. Ponekad se nivo kiseonika menja u toku jednog dana, dok u nekim dubokim delovima okeana koncentracije kiseonika ostaju konstantne. Na određenim mestima uopšte nema kiseonika, ali život i dalje napreduje.
Morske vrste reaguju na deoksigenaciju okeana (smanjenje nivoa kiseonika u morskoj vodi) različito u zavisnosti od toga gde žive. Sa morima pod pretnjom klimatskih promena i zagađenja, što doprinosi deoksigenaciji, neke morske vrste su u većem riziku od drugih.
Kao morski ekolog, istražujem kako promene u dostupnosti kiseonika utiču na otpornost morskih životinja na klimatske promene. Moje studije pokazuju da su obalne morske vrste izložene dnevnoj varijabilnosti kiseonika otpornije na skokove deoksigenacije od stvorenja koja žive u dubinama koja su prilagođena konstantnom nivou kiseonika.
Za obalna stvorenja poput sipa, morskih zvezda ili rakova koja žive u morskoj travi, šumama morskih algi ili mangrova, svakodnevni život je kiseonički tobogan. Tokom dana, fotosintezu algi i biljaka pokreće sunčeva svetlost i proizvodi ogromnu količinu kiseonika. Ovo dovodi do prezasićenja kiseonikom, stanja u kome se proizvodi toliko kiseonika da se mehurići kiseonika puštaju u vodu.
Obalni ekosistemi kao što su morske trave, alge, korali i mangrove pomažu u obezbeđivanju pufera za deoksigenaciju jer ovo prezasićenje podstiče metabolizam morskog života koji tamo živi – sa više dostupnog kiseonika, životinje mogu proizvesti više energije i lakše se nositi sa blagom deoksigenacijom.
Noću, bez sunčeve svetlosti, priobalne alge i biljke ne fotosintezuju. Umesto toga, oni uzimaju kiseonik kroz proces disanja – baš kao što životinje dišu, listovi biljaka dišu i unose kiseonik u svoje ćelije. Tako da su tamošnje životinje svakodnevno izložene okruženju sa malo kiseonika.
Ove morske životinje su evoluirale da se nose sa fluktuirajućim nivoima visokog i niskog kiseonika u morskoj vodi iskorišćavanjem prezasićenosti kiseonikom tokom dana kako bi se zaštitile od porasta temperatura i zagađenja. Zatim, tokom noći kada nema dovoljno kiseonika, oni prelaze na druge anaerobne metaboličke procese poput fermentacije – baš kao što naši mišići proizvode mlečnu kiselinu tokom intenzivne anaerobne vežbe. Rakovi grabljivi, na primer, aktivno love u mangrovama tokom noći sa veoma ograničenim kiseonikom.
Ali priobalne životinje prilagođene kratkotrajnom osiromašenju kiseonika ne mogu dobro da se nose sa dugim periodima bez mnogo kiseonika. Dakle, problemi nastaju kada su dnevne fluktuacije kiseonika poremećene globalnim zagrevanjem i zagađenjem izazvanim ljudima, što dovodi do toga da uslovi niske količine kiseonika traju danima ili nedeljama. Za morske ježeve, to ih čini sporijim i manje sposobnim da pobegnu od predatora. Za druge životinje, ovo može dovesti do sporije stope hranjenja ili smanjenog rasta.
Na dubinama od 200 do 1500 metara, u onome što je poznato kao „zona minimuma kiseonika“, kiseonik je na najnižem nivou zasićenja. Ovde su neke dubokomorske životinje, posebno ribe, dobro prilagođene ovim uslovima izuzetno niskog nivoa kiseonika. Iako ove ribe neće biti direktno pogođene deoksigenacijom jer već napreduju u ovom staništu, verovatnije je da će deoksigenacija proširiti ovu zonu sa niskim sadržajem kiseonika, potencijalno uticati na ribe u blizini koje ne mogu tolerisati dalju deoksigenaciju.
U ponoru, na dubini većoj od 3000 metara, životinje su navikle da žive u uslovima u kojima nivo kiseonika nikada ne varira. Sunčeva svetlost nikada ne dopire do najdubljih delova morskog dna, tako da se fotosinteza ne može desiti. Ovde okeanske struje smanjuju konstantno snabdevanje kiseonikom, ali klimatske promene utiču na dinamiku ovih struja.
Čak i najmanje smanjenje nivoa kiseonika moglo bi biti katastrofalno za morski život ovde. U određenim scenarijima, dubokomorsko rudarenje moglo bi osloboditi velike količine organske materije iz sedimenta. Ovo bi moglo da reaguje sa bilo kojim dostupnim kiseonikom i dodatno ga iscrpi, što rezultira smrću živih bića.
Na nekim lokacijama, uključujući Crveno more, veoma slani bazeni sa slanom vodom ili podmorska jezera na morskom dnu pune života, uprkos tome što nema kiseonika. Bakterije, rakovi, dagnje i ribe nalik jegulji evoluirale su u ovim deoksigenisanim morima i na njih uopšte neće uticati dalja deoksigenacija.
Preko okeana, deoksigenacija može pogoršati druge pretnje kao što je zakiseljavanje okeana (smanjenje pH okeana) ili naglo povećanje i smanjenje slanosti. Zajedno, ove promene mogu biti smrtonosne za morske vrste koje opstaju u vrlo specifičnim uslovima.
Dakle, uporni uslovi niske količine kiseonika će predstavljati različite nivoe pretnje za životinje u različitim staništima. Obalna staništa koja proizvode kiseonik, poput korita morske trave, moraju biti zaštićena i obnovljena. Okeanska struja koja dovodi kiseonik do dubokog mora takođe je od vitalnog značaja, a najbolji način da se to sačuva je usporavanje globalnog zagrevanja što je brže moguće.
