鲨鱼的牙齿正在酸化海水中崩解

新研究发现，即使具备再生牙齿的能力，也可能不足以确保鲨鱼能承受海洋日益酸化带来的压力。德国研究人员在不同海洋酸化情境下检测鲨鱼牙齿，发现酸性更强的海水会导致牙齿更脆弱易损。

「尽管鲨鱼牙齿由高度矿化的磷酸盐构成，但在未来海洋酸化情境下依然易受腐蚀，」《海洋科学前沿》论文第一作者、杜塞尔多夫大学（HHU）生物学家马克西米利安·鲍姆指出，「这些高度进化的武器专为切割肉体而设计，并非用于抵抗海洋酸性。我们的研究结果揭示了自然界最锋利武器竟如此脆弱。」

从牙根到牙冠的损伤

海洋酸化是海水pH值持续下降导致酸度升高的过程，主要由人类排放的二氧化碳驱动。目前全球海洋平均pH值为8.1。预计到2300年将降至7.3，届时海水酸度将达到现在的近10倍。

研究中，科研人员采用这两个pH值测试不同酸度水体对黑鳍礁鲨牙齿的影响。潜水员从鲨鱼饲养池收集了600多颗脱落牙齿，其中16颗完整无损的牙齿用于pH实验，另有36颗用于测量周径变化。这些牙齿在独立的20升水箱中培养了八周。「这项研究始于学士学位项目，最终发展成同行评审出版物，充分展现了学生科研的潜力，」论文通讯作者、HHU动物学与有机体互动研究所所长塞巴斯蒂安·弗劳恩教授表示，「好奇心与主动性能够点燃真正的科学发现。」

与pH8.1环境中培养的牙齿相比，暴露于高酸度水体的牙齿损伤显著加剧。「我们观察到明显的表面损伤，包括裂缝和孔洞，牙根腐蚀加重以及结构退化，」弗劳恩指出。高pH值环境下牙齿周径更大，但这并非实际生长所致，而是表面结构变得不规则导致在二维图像中显得更大。虽然改变的齿面可能提升切割效率，但也会使牙齿结构更脆弱易断裂。

微小损伤，重大影响

本研究仅针对脱落的非生物矿化组织牙齿，未考虑生物体内可能发生的修复过程。「活体鲨鱼的情况可能更复杂。它们或许能更快实现再矿化或替换受损牙齿，但在酸化水域中所需能耗可能更高，」弗劳恩解释道。

研究人员表示，黑鳍礁鲨必须持续张嘴游动才能呼吸，因此牙齿始终暴露于水中。若水体酸性过强，牙齿将自动受损，尤其在酸化加剧的情况下。「即使是中等程度的pH下降，也可能影响牙齿替换周期较长的敏感物种，或随时间的推移产生累积效应，」鲍姆强调，「将海洋pH值维持在目前8.1的平均水平，对掠食者工具的物理完整性至关重要。」

此外，本研究仅关注海洋酸化对非生物组织的化学效应。研究人员指出后续研究应检测活体鲨鱼的牙齿变化、化学结构及机械韧性。但本研究证明，微观损伤足以对依赖牙齿生存的动物构成严重威胁。「这提醒我们，气候变化的影响正在整个食物链和生态系统中层层传导，」鲍姆总结道。