被称为加利福尼亚贻贝的大型软体动物在从墨西哥到阿拉斯加的太平洋海岸的岩石海岸线安家。鹦鹉螺被认为是一种“基础”动物，它为数百种其他物种提供了家园，并为从多刺龙虾到人类等各种物种提供了丰富的食物来源。

 

由于人类活动的影响，我们海岸附近的水域发生了变化，加州大学圣地亚哥分校的科学家们发现，加州贻贝壳的成分正在变弱，因为它变得更能忍受酸性环境。

 

科学家们已经知道，人类产生的二氧化碳水平不断上升，越来越多地被海洋吸收，这将对海洋生物产生影响。但随着海水日益酸化，追踪对特定物种的影响一直难以衡量。我们所知道的物种对海水酸化的反应大部分来自短期实验，这些实验表明，海洋酸度的增加——导致海水pH值降低，制造贝壳的碳酸盐离子的可用性降低——会导致坚固的贝壳减少，动物更容易受到伤害。

 

但这些研究发现，并非每个物种的反应都是相同的，登录杏耀平台有些物种在这些条件下甚至表现得更好。因此，研究温度升高和海洋酸化对物种的影响的长期研究，对于理解并最终预测这些物种未来的脆弱性非常有价值。

 

加州大学圣地亚哥分校生物科学部的研究生伊丽莎白·布拉德和考斯图夫·罗伊教授对比了20世纪50年代收集的新数据，发现海洋酸化正在改变加州贻贝贝壳的成分，从主要的矿物文石转变为矿物方解石。研究结果发表在《美国国家科学院院刊》上。

 

文石比方解石坚硬得多，可以形成更好的外壳来抵御捕食者和海浪能量，这两种能量预计会随着海水变暖而增加。另一方面，方解石的强度要弱得多，但不像文石那样容易溶解，在海水酸化时，方解石是一种更好的外壳材料。专家们曾预计，这两种物质中较强的霰石会成为蚌壳的主要矿物，因为它更喜欢在温暖的海水中形成。相反，新的研究表明，较弱但更稳定的方解石矿物现在是主要的外壳物质，这与海水酸度的增加有关。

 

“我们发现，与60年前相比，这些贻贝现在确实分泌了更多的方解石，”布拉德说。“较低的pH值会侵蚀这些动物能够创造的贝壳，所以这被认为是海洋生物的一个主要问题。有303种与加州贻贝有关，所以如果我们失去了这些贻贝，我们就失去了其他物种，其中一些对我们的渔业和娱乐活动非常重要。”

 

在20世纪50年代末，加州理工学院的科学家詹姆斯·多德从太平洋海岸的拉霍亚到华盛顿州，沿途收集贻贝。他的标本取样为了解贻贝及其贝壳成分提供了宝贵的基础信息，包括文石与方解石的比例。他的研究成果之一是在寒冷的北部水域和温暖的南部水域形成了鲜明的地理对比，在那里，贻贝的贝壳主要是钙质贝壳，而在温暖的南部水域，文石是主要的贝壳矿物。

 

为了了解贝壳矿物剖面在60年间是如何变化的，布拉德和她的实验室伙伴，研究生亚历克斯·诺伊在2017年和2018年进行了一项调查，在地理上复制了多德的采样，以类似的方式旅行海岸线，收集新的标本。在收集了100多个贝壳样本后，布拉德花了几天的时间，小心翼翼地将每个贝壳磨成粉末，以分析它们的成分——在某些情况下，一个贝壳需要16个小时的研磨。

 

“如果你对文石施加太多的热量或压力，它就会转化为方解石，”布拉德说。方解石非常稳定，而文石则不然。为了真正确保比例是准确的，你必须非常小心，手工研磨样品到超细粉末。”

 

最后，项目合作者，加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院的奥利维亚·格雷夫教授和她的材料科学小组对每个样品进行了x射线衍射分析，以确定它们的矿物剖面。

 

“通过结合我们在材料晶体学方面的专业知识和我们合作伙伴在生态学方面的专业知识，我们能够对我们对人类对其他物种的长期影响的理解产生真正的影响，”格雷夫说。“这种类型的跨学科研究是继续推进科学和工程为我们的世界造福所需要的。”