气候变化导致海洋温度升高、冰川融化和更多极端天气模式。科学家们还观察了它对蛤蜊、蜗牛、蠕虫、螃蟹、海胆、海星以及更多生活在阿拉斯加附近深海海底的生物的影响，因为在过去几十年里，生态系统从北极转移到了亚北极。
现在，芝加哥大学(University of Chicago)和马里兰大学环境科学中心(University of Maryland Center for Environmental Sciences)的科学家们发现，这些生物的贝壳在阿拉斯加水域也表现出了同样的重大变化，那里的生态系统在过去几十年里从北极转向了亚北极。这是第一次有人单独通过海贝样本来跟踪生态系统的变化——科学家们希望这将提供一种新的工具来跟踪那些动物种群数量没有被完整记录的地区的气候变化。
“死壳记录这些变化显然北极海床的开辟了一个更大的区域,我们现在可以测试在海底社区重大变化,”苏珊说Kidwell,威廉·雷尼·哈珀教授地球物理科学领域的著名科学家海洋古生态学和4月8日发表的这份研究报告的合著者。“科学家们并没有亲眼目睹生态系统所经历的所有变化，但现在他们或许能够重建工业革命以来的生态历史。”
一种新方法
自1980年代以来,Jacqueline Grebmeier研究的合著者和研究马里兰大学环境科学中心的教授和指导委员会的成员分布式生物天文台,导致年度调查测试动物种群的变化与太平洋在北极海冰和水条件。当格莱布迈尔的团队拖着活的标本进行调查时，数千只死贝被拖着走。
以前死去的贝壳被丢弃,但UChicago凯特琳草地,研究生第一作者研究,意识到这是一个机会来测试这些壳是否反映了相同的变化,生态学家观察,它可以作为一个工具来识别生物研究较少的领域在北极的变化。
梅多斯分析了超过14000个贝壳，以追踪它们的丰度(每一种动物的数量)，并计算它们的有机碳生物量，利用它们的体型和丰度重建有壳生物的原始肉含量。
梅多斯说:“研究海底碳生物量的变化是与气候变化联系在一起的一个很好的方法。”“我们能够看到食物数量的变化，以及食物在生态系统中的流动方式。”
尽管梅多斯只考虑了群落中产壳的部分，但她证实了生态学家的发现:生态系统发生了变化。具体来说，梅多斯观察到，过去保存在死壳中的生态系统与现在的活着的生态系统是不同的。她转向Tellinidae所指出的,一个家庭的双壳类软体动物多面手feeders-a组的动物可以吃食物,在海底定居或过滤水来自食物,以便他们能够在不断变化的生态系统生存从水中过滤食物或吃的食物,在底部。
生物量也发生了变化，从一组双壳类动物到每一摄食群中的另一组，这意味着新物种接管了生态系统中的这些工作。这是同一地区其他海底动物发生重大转变的一部分——向蠕虫转移，远离小型甲壳类动物，而小型甲壳类动物是灰鲸等大型哺乳动物的关键食物。
最后，根据死去的贝壳，梅多斯发现，现在只生活在阿拉斯加海岸附近的一个物种子集曾经生活在更大范围的海底栖息地，并进入更深的水域。
基德威尔说:“我们早就知道，这些生态系统现在已经大不相同了。“这是一次真正的重组，反映了食物、氧气和粮食大小的变化——海底洋流有多强劲。这些因素都是由温度变化造成的，但对生态系统的影响要比单单变暖大得多。”
所有这些活的动物和死的贝壳之间的抵消都是在Grebmeier的小组在过去30年里独立证明生态系统变化的地方发现的。由于这项新研究在没有观察到生态系统变化的地区也发现了类似数量的活的和死的双壳类动物，他们知道这不大可能是抽样错误。
梅多斯说:“因此，死壳可以很好地识别最近生态系统发生变化的地区，不会在没有发生变化的地方产生‘假阳性’。”
变化的海洋
据梅多斯说，阿拉斯加海岸外的北极太平洋是一个海底动物密度很高的生态系统，在那里“事物首先发生变化，而且变化得很快”。这种快速的变化是由于一种被称为北极放大的现象，当反射性的冰融化时，新暴露的水和陆地从太阳吸收更多的热量，导致更多的变暖。
梅多斯说:“我们确实能够把气候变化作为这些变化的驱动因素孤立起来。”“北极没有可能影响沿海水域的大规模沿海定居点或集约化农业，研究区域位于大多数商业捕鱼被允许的北部。”
梅多斯和基德威尔希望，这种利用贝壳作为变化历史记录的方法，现在将成为科学家研究其他地区的工具。基德威尔说:“通过这扇了解过去的窗户，我们可以更全面地了解北极是如何变化的。”
所研究的贝类草甸现在正在进行地质年代测定，以确定它们积累了多久，从而确定在最近的政权更迭之前，生态条件稳定了多久。
接下来，梅多斯将前往俄罗斯圣彼得堡，深入该国的动物博物馆，了解白令海那一边的历史情况。早在19世纪，白令海的海底就已被采样。
引文:“高纬度底栖生物双壳类生物量和最近的气候变化:在太平洋北极测试生-死不协调的力量。梅多斯等，《深海研究第二部分:海洋学专题研究》，2019年4月8日。https://doi.org/10.1016/j.dsr2.2019.04.005
资助:美国古生物学会和地质学会，国家科学基金