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Sind Fische extremer Hitze abgeneigt?

Sind Fische extremer Hitze abgeneigt?


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Landtiere sind zwei häufigen Hitzequellen ausgesetzt, die extrem genug sind, um eine Gefahr für sie darzustellen: Sonnenlicht und Feuer.

Es liegt daher nahe, dass sie Systeme zum Erfassen von Wärme und Verhalten entwickeln würden, die sie extremen Hitzeniveaus ablehnen, und die meisten Landtiere haben dies tatsächlich getan.

Fische hingegen leben in einer Umgebung, in der keine der oben genannten Wärmequellen einen tiefgreifenden Einfluss hat, und die eine Quelle hoher Temperaturen unter Wasser (geothermische Aktivität, wie Unterwasservulkane) existiert nicht im Lebensraum vieler Arten von Fisch.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es keinen Druck auf Fische zu geben scheint, sich zu entwickeln oder eine Abneigung gegen Hitze zu bewahren, wie es bei Landtieren der Fall ist.

Sind Fische extremer Hitze abgeneigt?


Die Temperatur beeinflusst so ziemlich alle Stoffwechselwege. Es gibt auch bei Fischen Anreize, ihre Innentemperatur zu kontrollieren.

Die Kontrolle der Körpertemperatur kann entlang zweier Achsen kategorisiert werden, eine bezüglich der Wärmequelle und die andere bezüglich des Ausmaßes der Temperaturschwankungen. Bitte werfen Sie einen Blick auf diesen Beitrag, um die Begriffe Endo-, Exo-, Poikilo-, Homöo-Begriffe zu verstehen.

Nachfolgend eine Abbildung, die einen allgemeinen Überblick über die Artenvielfalt im Hinblick auf die Temperaturregulation gibt.

Wie Sie sehen, sind Fische an verschiedenen Stellen der Figur zu finden.

Also, ja, es gibt bei Fischen einen Anreiz, ihre Innentemperatur zu kontrollieren und extreme Hitze sowie extreme Kälte zu vermeiden.


Fische können sich teilweise an wärmeres Meerwasser anpassen, aber nicht unbedingt an extreme Hitze

Kunststoffböden und Betondecken definieren die Stoffwechselgrenzen der Fische im Hinblick auf den Klimawandel.

Norwegische Universität für Wissenschaft und Technologie

BILD: Das Biotest-Gehege ist ein einzigartiges Küstenökosystem, das natürliche Temperaturschwankungen beibehält, aber seit mehr als drei Jahren von einem Kernkraftwerk um 5-10 ° C erwärmt wurde. mehr sehen

Fische können sich an wärmere Meerestemperaturen anpassen, aber Hitzewellen können sie immer noch töten, berichtet ein Forscherteam aus Schweden, Norwegen und Australien in einem Artikel, der diese Woche in . veröffentlicht wurde Naturkommunikation.

„Eine Art kann sich anpassen und gut wachsen (in wärmeren Gewässern), aber sobald Sie starke Hitzeperioden bekommen, kann die Wassertemperatur tödliche Temperaturen erreichen und sie töten“, sagte Fredrik Jutfelt, außerordentlicher Professor für Biologie an der Norwegischen Universität für Wissenschaft und Technologie wer war leitender Autor der Studie.

Jutfelt und seine Kollegen untersuchten europäische Barsche, die in einem einzigartigen geschlossenen Becken mit warmem Wasser vor der schwedischen Küste leben. Das künstliche Becken, Forsmark Biotest Enclosure genannt, wurde vor drei Jahrzehnten als 1 km² großes Freiluftlabor geschaffen, indem warmes Wasser aus dem nahe gelegenen Kernkraftwerk Forsmark in ein geschlossenes Becken geleitet wurde.

Das Ergebnis ist Wasser, das zwischen fünf und 10 Grad Celsius wärmer ist als die umliegende Ostsee, ansonsten aber natürlichen Tages- und Jahreszeitenschwankungen unterliegt. Es bietet Forschern eine Art Kristallkugel darüber, was mit Fischen in einer wärmeren Welt passieren kann.

„Es ist ein fantastisches Modell, um die Auswirkungen des Klimawandels zu untersuchen“, sagte Jutfelt. "Es ist ein ganzes natürliches Ökosystem, das eine langfristige Erwärmung erfährt."

In Experimenten, die 2012 und 2013 durchgeführt wurden, verglichen die Forscher den Biotest-Barsch mit dem europäischen Barsch, indem sie Barsche von außerhalb des Geheges in mit warmem Wasser aus dem Gehege l gefüllte Tanks steckten, um zu sehen, wie sich ihre Stoffwechselraten veränderten.

Der Ruhestoffwechsel war bei den Biotest-Fischen geringer als beim Barsch von außerhalb des Geheges, fanden die Forscher heraus, was zeigten, dass die Biotest-Fische ihren Stoffwechsel im Laufe der Zeit an die insgesamt höheren Temperaturen im Becken anpassen konnten.

„Als wir den Referenzbarsch schnell aufwärmten, stieg ihr Ruheumsatz dramatisch an, während der Ruheumsatz der Biotest-Fische bei der gleichen Temperatur deutlich niedriger war“, sagte Timothy Clark, Senior Research Fellow an der University of Tasmania in Australien der Teil des Forschungsteams war.

Die Forscher bezeichneten diese Stoffwechselanpassung als „Plastikboden“, was bedeutet, dass die Biotest-Fische ihren Ruhestoffwechsel flexibel an die wärmeren Temperaturen angepasst haben.

Aber die Fische, die das Biotest-Gehege bewohnten, konnten ihre Fähigkeit, extreme Temperaturen zu tolerieren, nicht in der gleichen Art und Weise ändern, fanden die Forscher heraus.

So konnten Barsche, die in der Ostsee außerhalb des Biotest-Geheges leben, bis zu 10 Grad Celsius wärmer als die Wassertemperaturen, die sie im Sommer gewohnt waren, überleben.

Die Fische im Biotest-Gehege waren zwar an viel wärmere Gewässer angepasst als die Ostseefische, konnten aber nur Temperaturen überstehen, die 4,6 Grad Celsius wärmer waren als das Wasser, in dem sie im Sommer gelebt hatten. Eine "Betondecke" nannten die Forscher dieses Phänomen, weil die Biotest-Gehegefische eine höhere Maximaltemperatur nicht vertragen als ihre freilebenden Ostsee-Brüder.

"Obwohl die (Biotest-)Fische mindestens ihr Leben lang, wenn nicht sogar seit Generationen, dort waren, änderte sich die tödliche Temperatur nur sehr wenig", sagte Jutfelt. "Sie haben ihre Ruhephysiologie fast vollständig an die höheren Temperaturen angepasst. Aber ihre Toleranz gegenüber tödlichen Temperaturen hat sich nur sehr wenig angepasst."

Mit anderen Worten, sagte Jutfelt, die Fische leben sehr nahe an ihrer tödlichen Grenze.

"Sie haben einen sehr kleinen Sicherheitsabstand zu ihrer tödlichen Temperatur", sagte er.

Schwaches Glied in der physiologischen Anpassung

Jutfelt sagte, diese begrenzte Fähigkeit, sich an höhere tödliche Höchsttemperaturen anzupassen, sei ein potenzielles "schwaches Glied" in der Fähigkeit von Fischen, sich an den Klimawandel anzupassen.

"Anstatt Probleme mit ihren Wachstumsraten und ihrem normalen Alltagsleben zu haben, werden das eigentliche Problem die kurzen Hitzeperioden sein", sagte er.

Wenn dieser Befund auch auf andere Fischarten zutrifft, könnten Fische, die in nördlichen Seen oder im Meer leben, auch bei steigenden Wassertemperaturen gesund erscheinen. Aber wenn sich die Gewässer aufgrund einer starken Hitzewelle zu stark erwärmen, könnten die anscheinend gut angepassten Fischpopulationen sterben, sagte er.

"Wir denken, dass dies bei Fischen (insgesamt) wichtig sein könnte, die Tatsache, dass sie ihre Toleranz möglicherweise nicht an die maximalen Werte anpassen können", sagte er. "Wir denken, dass dies der Flaschenhals für das Überleben sein könnte."

Dem stimmte Erstautor Erik Sandblom vom Fachbereich Bio- und Umweltwissenschaften der Universität Göteborg zu.

"In einer Zukunft mit einem wärmeren Klima und extremeren Wetterbedingungen wird es für Fische schwieriger zu überleben", sagte er.

Haftungsausschluss: AAAS und EurekAlert! sind nicht verantwortlich für die Richtigkeit von Pressemitteilungen, die an EurekAlert! durch beitragende Institutionen oder für die Nutzung von Informationen über das EurekAlert-System.


Fische können sich teilweise an wärmeres Meerwasser anpassen, aber nicht unbedingt an extreme Hitze

Seit mehr als 30 Jahren wird das Kühlwasser zweier Kernreaktoren an der schwedischen Küste in ein künstliches Gehäuse in der Ostsee gepumpt, wodurch die durchschnittliche Wassertemperatur um 5 bis 10 Grad Celsius angehoben wird. Forscher können dieses Gehäuse nutzen, um Biotest-Pool genannt, um die Auswirkungen wärmerer Temperaturen auf Fische zu untersuchen. Bildnachweis: Fredrik Jutfelt, NTNU

Fische können sich an wärmere Meerestemperaturen anpassen, aber Hitzewellen können sie immer noch töten, berichtet ein Forscherteam aus Schweden, Norwegen und Australien in einem Artikel, der diese Woche in . veröffentlicht wurde Naturkommunikation.

„Eine Art kann sich anpassen und gut wachsen (in wärmeren Gewässern), aber sobald Sie starke Hitzeperioden bekommen, kann die Wassertemperatur tödliche Temperaturen erreichen und sie töten“, sagte Fredrik Jutfelt, außerordentlicher Professor für Biologie an der Norwegischen Universität für Wissenschaft und Technologie wer war leitender Autor der Studie.

Jutfelt und seine Kollegen untersuchten europäische Barsche, die in einem einzigartigen geschlossenen Becken mit warmem Wasser vor der schwedischen Küste leben. Das künstliche Becken, Forsmark Biotest Enclosure genannt, wurde vor drei Jahrzehnten als 1 km² großes Freiluftlabor geschaffen, indem warmes Wasser aus dem nahe gelegenen Kernkraftwerk Forsmark in ein geschlossenes Becken geleitet wurde.

Das Ergebnis ist Wasser, das zwischen fünf und 10 Grad Celsius wärmer ist als die umliegende Ostsee, ansonsten aber natürlichen Tages- und Jahreszeitenschwankungen unterliegt. Es bietet Forschern eine Art Kristallkugel darüber, was mit Fischen in einer wärmeren Welt passieren kann.

„Es ist ein fantastisches Modell, um die Auswirkungen des Klimawandels zu untersuchen“, sagte Jutfelt. "Es ist ein ganzes natürliches Ökosystem, das eine langfristige Erwärmung erfährt."

In Experimenten, die 2012 und 2013 durchgeführt wurden, verglichen die Forscher den Biotest-Barsch mit dem europäischen Barsch, indem sie Barsche von außerhalb des Geheges in mit warmem Wasser aus dem Gehege l gefüllte Tanks steckten, um zu sehen, wie sich ihre Stoffwechselraten veränderten.

Der Ruhestoffwechsel war bei den Biotest-Fischen geringer als beim Barsch von außerhalb des Geheges, fanden die Forscher heraus, was zeigten, dass die Biotest-Fische ihren Stoffwechsel im Laufe der Zeit an die insgesamt höheren Temperaturen im Becken anpassen konnten.

Das Biotest-Gehege ist ein einzigartiges Küstenökosystem, das natürliche Temperaturschwankungen beibehält, aber seit mehr als drei Jahrzehnten von einem Kernkraftwerk um 5-10 °C erwärmt wird. Bildnachweis: Göran Hansson

„Als wir den Referenzbarsch schnell aufwärmten, stieg ihr Ruheumsatz dramatisch an, während der Ruheumsatz der Biotest-Fische bei der gleichen Temperatur deutlich niedriger war“, sagte Timothy Clark, Senior Research Fellow an der University of Tasmania in Australien der Teil des Forschungsteams war.

Die Forscher bezeichneten diese Stoffwechselanpassung als „Plastikboden“, was bedeutet, dass die Biotest-Fische ihren Ruhestoffwechsel flexibel an die wärmeren Temperaturen angepasst haben.

. aber Betondecken

Aber die Fische, die das Biotest-Gehege bewohnten, konnten ihre Fähigkeit, extreme Temperaturen zu tolerieren, nicht die gleiche Veränderung vornehmen, fanden die Forscher heraus.

So konnten Barsche, die in der Ostsee außerhalb des Biotest-Geheges leben, bis zu 10 Grad Celsius wärmer als die Wassertemperaturen, die sie im Sommer gewohnt waren, überleben.

Die Fische im Biotest-Gehege waren zwar an viel wärmere Gewässer angepasst als die Ostseefische, konnten aber nur Temperaturen überleben, die 4,6 Grad Celsius wärmer waren als das Wasser, in dem sie im Sommer gewohnt hatten. Eine "Betondecke" nannten die Forscher dieses Phänomen, weil die Biotest-Gehegefische eine höhere Maximaltemperatur nicht vertragen als ihre freilebenden Ostsee-Brüder.

"Obwohl die (Biotest-)Fische mindestens ihr Leben lang, wenn nicht sogar seit Generationen, dort waren, änderte sich die tödliche Temperatur nur sehr wenig", sagte Jütfelt. "Sie haben ihre Ruhephysiologie fast vollständig an die höheren Temperaturen angepasst. Aber ihre Toleranz gegenüber tödlichen Temperaturen hat sich nur sehr wenig angepasst."

Mit anderen Worten, sagte Jutfelt, die Fische leben sehr nahe an ihrer tödlichen Grenze.

Die Forscher konnten den Europäischen Barsch (Perca fluviatilis) verwenden, der sowohl innerhalb als auch außerhalb des Biotest-Beckens an der schwedischen Ostseeküste lebte. Die Barsche lebten in fast identischen Umgebungen, nur dass die Wassertemperaturen im Biotest-Becken 5-10 °C wärmer waren als in der Ostsee. Bildnachweis: Fredrik Jutfelt, NTNU

"Sie haben einen sehr kleinen Sicherheitsabstand zu ihrer tödlichen Temperatur", sagte er.

Schwaches Glied in der physiologischen Anpassung

Jutfelt sagte, diese begrenzte Fähigkeit, sich an höhere tödliche Höchsttemperaturen anzupassen, sei ein potenzielles "schwaches Glied" in der Fähigkeit von Fischen, sich an den Klimawandel anzupassen.

"Anstatt Probleme mit ihren Wachstumsraten und ihrem normalen Alltagsleben zu haben, werden das eigentliche Problem die kurzen Hitzeperioden sein", sagte er.

Wenn dieser Befund auch auf andere Fischarten zutrifft, könnten Fische, die in nördlichen Seen oder im Meer leben, auch bei steigenden Wassertemperaturen gesund erscheinen. Aber wenn sich die Gewässer aufgrund einer starken Hitzewelle zu stark erwärmen, könnten die anscheinend gut angepassten Fischpopulationen sterben, sagte er.

"Wir denken, dass dies bei Fischen (insgesamt) wichtig sein könnte, die Tatsache, dass sie ihre Toleranz möglicherweise nicht an die maximalen Werte anpassen können", sagte er. "Wir denken, dass dies der Flaschenhals für das Überleben sein könnte."

Dem stimmte Erstautor Erik Sandblom vom Fachbereich Bio- und Umweltwissenschaften der Universität Göteborg zu.

"In einer Zukunft mit einem wärmeren Klima und extremeren Wetterbedingungen wird es für Fische schwieriger zu überleben", sagte er.


…aber Betondecken

Aber die Fische, die das Biotest-Gehege bewohnten, konnten ihre Fähigkeit, extreme Temperaturen zu tolerieren, nicht in der gleichen Art und Weise ändern, fanden die Forscher heraus.

Fredrik Jutfelt befestigt Sensoren an einer Sitzstange, damit Forscher seinen Stoffwechsel messen können. Foto: Erik Sandblom MEHR ANZEIGEN

So konnten Barsche, die in der Ostsee außerhalb des Biotest-Geheges leben, bis zu 10 Grad Celsius wärmer als die Wassertemperaturen, die sie in den Sommermonaten gewohnt waren, überleben.

Die Fische im Biotest-Gehege waren zwar an viel wärmere Gewässer angepasst als die Ostseefische, konnten aber nur Temperaturen überstehen, die 4,6 Grad Celsius wärmer waren als das Wasser, in dem sie im Sommer gelebt hatten. Eine „Betondecke“ nannten die Forscher dieses Phänomen, weil die Biotest-Gehegefische eine höhere Maximaltemperatur nicht vertragen als ihre freilebenden Ostsee-Brüder.

„Obwohl die (Biotest-)Fische mindestens ihr Leben lang, wenn nicht sogar seit Generationen, dort waren, änderte sich die tödliche Temperatur nur sehr wenig“, sagte Jutfelt. „Sie haben ihre Ruhephysiologie fast vollständig an die höheren Temperaturen angepasst. Aber ihre Toleranz gegenüber tödlichen Temperaturen hat sich nur sehr wenig angepasst.“

Wie misst man den Stoffwechsel eines Fisches? Mit sehr kleinen Sensoren. Foto: Fredrik Jutfelt MEHR ANZEIGEN

Mit anderen Worten, sagte Jutfelt, die Fische leben sehr nahe an ihrer tödlichen Grenze.

"Sie haben einen sehr kleinen Sicherheitsabstand zu ihrer tödlichen Temperatur", sagte er.


Danksagung

Wir danken der Abteilung für Zoologie der Universität von Wisconsin, der Abteilung für natürliche Ressourcen von Wisconsin und der Abteilung für Biologie des Reed College. BEI. wurde durch ein Reed College Stafford Post-Baccalaureate Research Fellowship unterstützt. A.L.R. wurde teilweise von der P.B. Moyle and California Trout Endowment für die Erforschung von Kaltwasserfischen. L. Winslow gewährte Zugang zu den modellierten thermischen Daten. K. Bott leistete Rechenunterstützung. A. Siepielski und T. Layden lieferten hilfreiche Kommentare zu früheren Versionen des Manuskripts.


Tausende Fische sterben, wenn sich die US-Streams erhitzen

(AP) — In den zentralen USA sterben Tausende von Fischen, da der heiße, trockene Sommer die Flüsse austrocknet und die Wassertemperaturen an einigen Stellen auf fast 100 Grad Fahrenheit (38 Grad Celsius) ansteigen lässt.

Ungefähr 40.000 Shovelnose-Störe wurden letzte Woche in Iowa getötet, als die Wassertemperaturen 97 Grad Fahrenheit (36,1 Grad Celsius) erreichten. Fischereibeamte von Nebraska sagten, sie hätten Tausende von toten Stören, Welsen, Karpfen und anderen Arten im Lower Platte River gesehen, darunter den vom Aussterben bedrohten bleichen Stör. Und Biologen in Illinois sagten, das heiße Wetter habe Zehntausende von Groß- und Kleinmaulbarsch und Kanalwels getötet und bedrohe die Population des Großen Redhorse-Fischs, einer staatlich gefährdeten Art.

In einem See in Illinois starben so viele Fische, dass die Kadaver ein Ansaugsieb in der Nähe eines Kraftwerks verstopften und den Wasserstand so weit senkten, dass die Station einen ihrer Generatoren abschalten musste.

"Das habe ich in meiner Karriere noch nie gesehen, und ich bin seit mehr als 17 Jahren hier", sagte Mark Flammang, ein Fischereibiologe vom Iowa Department of Natural Resources. "Ich glaube, wir haben es hier vor allem mit den extrem niedrigen Abflüssen und dieser beispiellosen Hitze zu tun."

Die Fische sind Opfer eines der trockensten und wärmsten Sommer der Geschichte. Der föderale US-Dürremonitor zeigt, dass fast zwei Drittel der unteren 48 Bundesstaaten irgendeine Form von Dürre erleben, und das Landwirtschaftsministerium hat mehr als die Hälfte der Grafschaften des Landes – fast 1.600 in 32 Bundesstaaten – als Naturkatastrophen erklärt Bereiche. Im letzten Monat wurden mehr als 3.000 Hitzerekorde gebrochen.

Iowa DNR-Beamte sagten, der tot im Des Moines River gefundene Stör sei fast 10 Millionen US-Dollar wert, ein hoher Wert, der zum Teil auf ihren heiß begehrten Eiern beruht, die für Kaviar verwendet werden. Der Fisch wird auf mehr als 110 Dollar pro Pfund geschätzt.

Gavin Gibbons, ein Sprecher des National Fisheries Institute, sagte, dass die Tötungen der Störe das Angebot anscheinend nicht genug reduziert haben, um regionale Kaviarlieferanten zu verletzen.

Flammang sagte, dass der Regen am Wochenende einige Flüsse und Seen Iowas verbessert habe, aber die Temperaturen stiegen wieder und belasteten eine Störpopulation, die gesundheitliche Probleme entwickelt, wenn die Wassertemperaturen in die 80er Jahre steigen.

"Diese Fische leben seit Tausenden von Jahrtausenden in diesen Flüssen und sind an alle möglichen Wetterbedingungen gewöhnt", sagte er. "Aber manchmal treten Zustände auf, die außerhalb ihres Toleranzbereichs liegen."

In Illinois haben Hitze und Regen einen großen Teil des Aux Sable Creek ausgetrocknet, dem größten Lebensraum des Staates für das vom Aussterben bedrohte Große Redhorse, einen großen, sich vom Boden ernährenden Fisch, sagte Dan Stephenson, Biologe beim Illinois Department of Natural Resources.

„Wir sprechen von Hunderttausenden (getöteten), vielleicht mittlerweile Millionen“, sagte Stephenson. "Wenn Sie nur über Edelfische sprechen, sind es wahrscheinlich Tausende. Aber bei allen Fischen sind es wahrscheinlich Millionen, wenn Sie landesweit suchen."

Stephenson sagte, dass Fischsterben in den meisten Sommern in kleinen privaten Teichen und Bächen passiert, aber das heiße Wetter in diesem Jahr hat die Situation noch viel schlimmer gemacht.

"Dieses Jahr war wirklich, wirklich schlecht – unverhältnismäßig schlecht im Vergleich zu unseren anderen Jahren", sagte er.

Stephenson sagte, dass eine große Anzahl toter Fische in ein Ansaugsieb in der Nähe des Powerton Lake im Zentrum von Illinois gesaugt wurde, was den Wasserspiegel senkte und eine vorübergehende Abschaltung eines nahe gelegenen Kraftwerks erzwang. Ein Sprecher von Edison International, der das Kohlekraftwerk betreibt, sagte, Arbeiter hätten vor zwei Wochen wegen der extremen Hitze und des niedrigen Wasserstands am See, der zur Kühlung dient, einen der beiden Generatoren für mehrere Stunden abgeschaltet.

In Nebraska ist ein Abschnitt des Platte River von Kearney im zentralen Teil des Staates bis Columbus im Osten ausgetrocknet und hat eine „erhebliche Anzahl“ von Stören, Welsen und Elritzen getötet, sagte Daryl Bauer, Leiter des Fischereiprogramms. Bauer sagte, das warme, seichte Wasser habe auch eine unbekannte Anzahl gefährdeter blasser Störe getötet.

"Es sind viele Flusskilometer und viele Fische", sagte Bauer. "Die meisten dieser Fische sind kaum identifizierbar. Bei dieser Hitze verwesen sie sehr schnell."

Bauer sagte, dass ein einziges trockenes Jahr normalerweise nicht ausreicht, um der Fischpopulation zu schaden. Er befürchtet jedoch, dass die Trockenheit in Nebraska anhalten könnte und sich Mitte der 2000er Jahre eine Strecke wiederholen könnte, die die Fischpopulationen schwächte.

Kansas hat auch sinkende Wasserstände erlebt, die jüngere, kleinere Edelfische von den vegetationsreichen Küstenlinien wegzogen und sie zwangen, sich zu sammeln, was sie zu leichteren Zielen für Raubtiere machte, sagte Fischereichef Doug Nygren vom Department of Wildlife, Parks and Tourism.

Nygren sagte, er erwarte einen Rückgang der erwachsenen Zanderpopulationen in den flacheren, windgepeitschten Seen des Staates im Süden von Kansas. Aber er sagte, dass andere Arten, wie der Großmaulbarsch, die Hitze vertragen und sich ohne Konkurrenz durch Zander schneller vermehren könnten.

"Die letzten zwei Jahre sind die heißesten, die wir je gesehen haben", sagte Nygren. "Das kann wirklich eine Rolle bei der Veränderung der Populationen spielen und sie zugunsten einiger Arten gegenüber anderen verlagern. Die Zander werden von diesen hohen Wassertemperaturen nicht profitieren, aber andere tolerantere Arten können von ihrer abnehmenden Population profitieren."

Geno Adams, ein Administrator des Fischereiprogramms in South Dakota, sagte, es habe Berichte über vereinzelte Fischsterben in seinen künstlichen Seen am Missouri River und anderen im östlichen Teil des Staates gegeben. Es ist jedoch unklar, welche Rolle die Hitze bei den Todesfällen spielte.

Eine große Menge Karpfen am Lewis and Clark Lake in der südöstlichen Ecke des Staates wies Läsionen auf, ein Zeichen dafür, dass sie an einer bakteriellen Infektion litten. Adams sagte, dass die Fische bei niedrigem Wasserstand und extremer Hitze anfälliger für Krankheiten sind. Aber er fügte hinzu, dass andere Fischhabitate in diesem Jahr dank der Überschwemmungen von 2011 eine Rekordzahl verzeichnet haben.

"Wenn wir in einer Dürre sind, gibt es einen Kampf um Wasser und es geht in alle Richtungen", sagte Adams. "Es steht nicht ganz oben auf der Prioritätenliste, es für die Freizeitfischerei im Stausee zu belassen."

Copyright 2012 The Associated Press. Alle Rechte vorbehalten. Dieses Material darf nicht veröffentlicht, gesendet, umgeschrieben oder weiterverbreitet werden.


Seltene Proteine ​​kollabieren früher

Schlagen Sie ein Ei auf, lassen Sie es in eine heiße Pfanne gleiten und fast sofort wird das transparente und glitschige Eiweiß weiß und fest. Was Sie beim Braten eines Eies beiläufig beobachten, ist ein wichtiges biochemisches Phänomen, das als Proteindenaturierung bezeichnet wird.

Proteine ​​werden in Zellen als fadenförmige Moleküle produziert, die sich dann zu einer proteinspezifischen Struktur zusammenballen: Einige sind kugelförmig, andere röhrenförmig. Diese Strukturen zerfallen bei der Denaturierung, die Proteine ​​werden wieder fadenförmig und verlieren dadurch ihre Funktion.

Denaturierung auf einen Schlag?

Bisherige rechnergestützte Forschungen gingen davon aus, dass ein Großteil der Proteine ​​einer Zelle denaturiert, wenn der enge Temperaturbereich überschritten wird, in dem die Proteine ​​optimal funktionieren. Für das Darmbakterium E coli, die optimale Temperatur liegt bei etwa 37 °C, alles über 46 °C und die Bakterien sterben, weil die Proteinstrukturen zusammenbrechen.

Diese Grundannahme widerlegt nun ein Forscherteam um Paola Picotti, Assistenzprofessorin für Biochemie an der ETH Zürich. In einer Studie, die gerade in der Zeitschrift veröffentlicht wurde Wissenschaftzeigen die Forscher, dass beim Erreichen einer kritischen Temperaturschwelle nur ein kleiner Teil der Schlüsselproteine ​​gleichzeitig denaturiert.

In ihrer Studie – der umfassendsten, die jemals zu diesem Thema durchgeführt wurde – haben sie die Gesamtheit aller Proteine, das Proteom, von vier Organismen bei unterschiedlichen Temperaturen untersucht und verglichen. Die Forscher haben das Darmbakterium freigelegt E coli, menschliche Zellen, Hefezellen und das hitzebeständige Bakterium T. thermophilus allmählich steigende Temperaturen bis zu 76°.C. Nach jedem Temperaturanstieg maßen die Wissenschaftler die in den Zellen vorhandenen Proteine ​​und bestimmten deren Strukturmerkmale. Insgesamt analysierten die Forscher 8.000 Proteine.

Schlüsselkomponenten fallen zuerst zusammen

„Dank dieser Forschung können wir nun zeigen, dass bei der Temperatur, bei der das Bakterium stirbt, nur wenige Proteine ​​kollabieren“, sagt Picotti. "Die Vorhersage, dass die Mehrheit der Proteine ​​eines Organismus gleichzeitig denaturiert, konnten wir nicht bestätigen."

Etwa 80 der untersuchten Proteine ​​kollabierten, sobald die Temperatur das artspezifische Optimum um wenige Grad überstieg. Obwohl sie nur einen kleinen Bruchteil der Proteine ​​einer Zelle ausmachen, ist dies für die Zelle fatal, da einige dieser Proteine ​​lebenswichtige Funktionen haben oder Schlüsselkomponenten in einem großen Proteinnetzwerk sind. „Sobald diese Schlüsselkomponenten ausfallen, kann die Zelle nicht mehr funktionieren“, sagt Picotti.

Flexibilität kann Instabilität verursachen

Dass die Schlüsselkomponenten eines biologischen Systems hitzeempfindlich sind, scheint auf den ersten Blick ein evolutionärer Fehler zu sein. Allerdings seien diese Proteine ​​aufgrund ihrer Flexibilität oft instabil, wodurch sie unterschiedliche Aufgaben in der Zelle übernehmen könnten, sagt der Biochemiker. „Flexibilität und Stabilität können sich gegenseitig ausschließen. Die Zelle muss einen Kompromiss eingehen.“

Die Forscher zeigen auch, dass die stabilsten Proteine ​​und die am wenigsten anfällig für abweichende oder pathologische Falten in Zellen am häufigsten vorkommen. Aus Sicht der Zelle ist dies am sinnvollsten. Wäre es umgekehrt und würden sich die gängigsten Proteine ​​am schnellsten fehlfalten, müsste die Zelle viel Energie in ihren Wiederaufbau oder ihre Entsorgung investieren. Aus diesem Grund sorgen Zellen dafür, dass gewöhnliche Proteine ​​stabiler sind als die seltenen.

Aber warum sind T. thermophilus Bakterien auch bei Temperaturen von über 70°C unbeeinflusst? Diese Zellen würden den Forschern zufolge bevorzugt die hitzeempfindlicheren, funktionskritischen Proteine ​​stabilisieren, etwa durch angepasste Proteinsequenzen.

Hitzetolerante Bakterien für industrielle Prozesse

Picottis Erkenntnisse könnten verwendet werden, um Organismen genetisch so zu verändern, dass sie höheren Temperaturen standhalten. Bestimmte Chemikalien wie Ethanol werden heute biotechnologisch mit Hilfe von Bakterien hergestellt. Diese Bakterien arbeiten jedoch oft nur in einem engen Temperaturfenster, was die Ausbeute einschränkt. Könnte die Produktion bei höheren Temperaturen erfolgen, könnte die Ausbeute optimiert werden, ohne die Bakterien zu schädigen.

Die Forscher fanden auch Hinweise darauf, dass bestimmte denaturierte Proteine ​​bei noch höheren Temperaturen dazu neigen, wieder zu verklumpen und Aggregate zu bilden. In menschlichen Zellen fanden Picotti und ihre Kollegen heraus, dass das Protein DNMT1 mit zunehmender Hitze zunächst denaturiert und später mit anderen seiner Art aggregiert. Diese und andere Proteine ​​mit ähnlichen Eigenschaften werden mit neurologischen Erkrankungen wie Alzheimer oder Parkinson in Verbindung gebracht.

Erste umfassende Stabilitätsstudie

Diese Studie ist die erste, die die thermische Stabilität von Proteinen aus mehreren Organismen im großen Maßstab direkt in der komplexen zellulären Matrix untersucht. Proteine ​​wurden weder aus der Zellflüssigkeit isoliert noch gereinigt, um die Messungen durchzuführen. Für ihre Studie brachen die Forscher die Zellen auf und maßen anschließend die Stabilität aller Proteine ​​direkt in der Zellflüssigkeit bei unterschiedlichen Temperaturen.


Fische können sich teilweise an wärmeres Meerwasser anpassen, aber nicht unbedingt an extreme Hitze

Kunststoffböden und Betondecken definieren die Stoffwechselgrenzen der Fische im Hinblick auf den Klimawandel.

Norwegische Universität für Wissenschaft und Technologie

BILD: Das Biotest-Gehege ist ein einzigartiges Küstenökosystem, das natürliche Temperaturschwankungen beibehält, aber seit mehr als drei Jahren von einem Kernkraftwerk um 5-10 ° C erwärmt wurde. mehr sehen

Fische können sich an wärmere Meerestemperaturen anpassen, aber Hitzewellen können sie immer noch töten, berichtet ein Forscherteam aus Schweden, Norwegen und Australien in einem Artikel, der diese Woche in . veröffentlicht wurde Naturkommunikation.

„Eine Art kann sich anpassen und gut wachsen (in wärmeren Gewässern), aber sobald Sie starke Hitzeperioden bekommen, kann die Wassertemperatur tödliche Temperaturen erreichen und sie töten“, sagte Fredrik Jutfelt, außerordentlicher Professor für Biologie an der Norwegischen Universität für Wissenschaft und Technologie wer war leitender Autor der Studie.

Jutfelt und seine Kollegen untersuchten europäische Barsche, die in einem einzigartigen geschlossenen Becken mit warmem Wasser vor der schwedischen Küste leben. Das künstliche Becken, Forsmark Biotest Enclosure genannt, wurde vor drei Jahrzehnten als 1 km² großes Freiluftlabor geschaffen, indem warmes Wasser aus dem nahe gelegenen Kernkraftwerk Forsmark in ein geschlossenes Becken geleitet wurde.

Das Ergebnis ist Wasser, das zwischen fünf und 10 Grad Celsius wärmer ist als die umliegende Ostsee, ansonsten aber natürlichen Tages- und Jahreszeitenschwankungen unterliegt. Es bietet Forschern eine Art Kristallkugel darüber, was mit Fischen in einer wärmeren Welt passieren kann.

„Es ist ein fantastisches Modell, um die Auswirkungen des Klimawandels zu untersuchen“, sagte Jutfelt. "Es ist ein ganzes natürliches Ökosystem, das eine langfristige Erwärmung erfährt."

In Experimenten, die 2012 und 2013 durchgeführt wurden, verglichen die Forscher den Biotest-Barsch mit dem europäischen Barsch, indem sie Barsche von außerhalb des Geheges in mit warmem Wasser aus dem Gehege l gefüllte Tanks steckten, um zu sehen, wie sich ihre Stoffwechselraten veränderten.

Der Ruhestoffwechsel war bei den Biotest-Fischen geringer als beim Barsch von außerhalb des Geheges, fanden die Forscher heraus, was zeigten, dass die Biotest-Fische ihren Stoffwechsel im Laufe der Zeit an die insgesamt höheren Temperaturen im Becken anpassen konnten.

„Als wir den Referenzbarsch schnell aufwärmten, stieg ihr Ruheumsatz dramatisch an, während der Ruheumsatz der Biotest-Fische bei der gleichen Temperatur deutlich niedriger war“, sagte Timothy Clark, Senior Research Fellow an der University of Tasmania in Australien der Teil des Forschungsteams war.

Die Forscher bezeichneten diese Stoffwechselanpassung als „Plastikboden“, was bedeutet, dass die Biotest-Fische ihren Ruhestoffwechsel flexibel an die wärmeren Temperaturen angepasst haben.

Aber die Fische, die das Biotest-Gehege bewohnten, konnten ihre Fähigkeit, extreme Temperaturen zu tolerieren, nicht die gleiche Veränderung vornehmen, fanden die Forscher heraus.

So konnten Barsche, die in der Ostsee außerhalb des Biotest-Geheges leben, bis zu 10 Grad Celsius wärmer als die Wassertemperaturen, die sie im Sommer gewohnt waren, überleben.

Die Fische im Biotest-Gehege waren zwar an viel wärmere Gewässer angepasst als die Ostseefische, konnten aber nur Temperaturen überleben, die 4,6 Grad Celsius wärmer waren als das Wasser, in dem sie im Sommer gewohnt hatten. Eine "Betondecke" nannten die Forscher dieses Phänomen, weil die Biotest-Gehegefische eine höhere Maximaltemperatur nicht vertragen als ihre freilebenden Ostsee-Brüder.

"Obwohl die (Biotest-)Fische mindestens ihr Leben lang, wenn nicht sogar seit Generationen, dort waren, änderte sich die tödliche Temperatur nur sehr wenig", sagte Jütfelt. "Sie haben ihre Ruhephysiologie fast vollständig an die höheren Temperaturen angepasst. Aber ihre Toleranz gegenüber tödlichen Temperaturen hat sich nur sehr wenig angepasst."

Mit anderen Worten, sagte Jutfelt, die Fische leben sehr nahe an ihrer tödlichen Grenze.

"Sie haben einen sehr kleinen Sicherheitsabstand zu ihrer tödlichen Temperatur", sagte er.

Schwaches Glied in der physiologischen Anpassung

Jutfelt sagte, diese begrenzte Fähigkeit, sich an höhere tödliche Höchsttemperaturen anzupassen, sei ein potenzielles "schwaches Glied" in der Fähigkeit von Fischen, sich an den Klimawandel anzupassen.

"Anstatt Probleme mit ihren Wachstumsraten und ihrem normalen Alltagsleben zu haben, werden das eigentliche Problem die kurzen Hitzeperioden sein", sagte er.

Wenn dieser Befund auch auf andere Fischarten zutrifft, könnten Fische, die in nördlichen Seen oder im Meer leben, auch bei steigenden Wassertemperaturen gesund erscheinen. Aber wenn sich die Gewässer aufgrund einer starken Hitzewelle zu stark erwärmen, könnten die anscheinend gut angepassten Fischpopulationen sterben, sagte er.

"Wir denken, dass dies bei Fischen (insgesamt) wichtig sein könnte, die Tatsache, dass sie ihre Toleranz möglicherweise nicht an die maximalen Werte anpassen können", sagte er. "Wir denken, dass dies der Flaschenhals für das Überleben sein könnte."

Dem stimmte Erstautor Erik Sandblom vom Fachbereich Bio- und Umweltwissenschaften der Universität Göteborg zu.

"In einer Zukunft mit einem wärmeren Klima und extremeren Wetterbedingungen wird es für Fische schwieriger zu überleben", sagte er.

Haftungsausschluss: AAAS und EurekAlert! sind nicht verantwortlich für die Richtigkeit von Pressemitteilungen, die an EurekAlert! durch beitragende Institutionen oder für die Nutzung von Informationen über das EurekAlert-System.


Heißer Fisch erreicht konkrete Temperaturobergrenzen

Heat waves pose a significant threat to coral reefs, kelp forests and seagrass beds. (Pixabay/Frédéric Ducarme/Wiki Commons)

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What are ocean heat waves? They are defined as periods of extreme temperatures lasting five days or more. They have become increasingly common in recent decades.
The Earth&rsquos number of annual ocean heat wave days spiked by around 54 percent. That was between 1987 and 2016. That's according to a study published in Nature Climate Change. Abnormally high temperatures are occurring more frequently. They also lasting for longer periods of time.

Underwater heat waves pose a massive threat to marine ecosystems. That's according Damian Carrington explaining for the Guardian. The ecosystems are already at risk due to several issues. These include overfishing and rampant plastic pollution.

Extreme temperatures exact damage on foundational organisms. These include kelp forests and seagrass meadows. It also includes coral reefs. These framework species provide shelter and food. This is for many other ocean creatures. The temperatures sweep through oceans much like wildfires blaze through forests on land. Such destruction will likely have cascading consequences for marine biodiversity. The study&rsquos authors make this warning.


Researchers were led by Daniel Smale. He is an ecologist. He belongs to Great Britain&rsquos Marine Biological Association. He turned to 116 previously published academic studies to assess the effects of ocean heat waves. The papers yielded data from more than 1,000 ecological records. This enabled the team to hone in on multiple recorded instances of unusually high temperatures.


The scientists identified regions and species deemed most vulnerable to temperature surges. They reflected on eight specific heat waves.

Which areas topped the list? The Pacific and Atlantic Oceans. And also the Indian Ocean. More places emerged as particular concerns. These included the Caribbean&rsquos coral reefs and Australia&rsquos seagrass. It also included California&rsquos kelp forests. That's according to Mary Papenfuss writing for the Huffington Post.

In terms of species, the team notes that stationary plants and animals were the hardest hit. That's according to the Pacific Standard&rsquos Kate Wheeling. Tropical fish and mobile invertebrates were able to cope with the heat. They did so by moving to different habitats.

The researchers actually observed heightened levels of fish diversity during periods of above-average temperatures. This is likely due to the animals&rsquo mass migration toward friendlier waters. The same trend did not prove true for sea-dwelling birds. Shifting habitats limited the avian creatures&rsquo access to prey. That's according to John Timmer reporting for Ars Technica.

Marine heat waves are triggered by heat from the sun and shifting warm currents. That's according to Reuters&rsquo Alister Doyle. Wheeling explained it further. Because the phenomenon is measured relative to average ocean temperature, it can occur in any region at any point during the year. El Nin?o is a regularly occurring climate pattern. It makes the waters of the central and eastern Pacific warmer than normal. It appears to exacerbate incidents of extreme heat. But heat waves can (and do) occur without the presence of El Nin?o. That's according to The New York Times&rsquo Kendra Pierre-Louis and Nadja Popovich.

Pierre-Louis and Popovich explain that damage to ocean habitats will also affect humans who rely on fishing and fish farming. But the researchers&rsquo findings are most consequential for marine ecosystems.

&ldquoCertainly there&rsquos going to be changes with climate change to marine communities. But still the sun is going to shine. Plankton is going to grow. Things are going to eat that plankton. So it's not like the oceans are going to become the dead sea." That's according to Nick Bond talking to the Pacific Standard. He is a climatologist at the University of Washington. He was not involved in the study.

&ldquoIt's just that, as a consequence of what we're doing to the oceans, there's going to be different marine communities in different places than what we're used to,&rdquo Bond concludes. &ldquoObviously that is a problem because we're sort of set up for what the climate is now rather than what it is going to be in the future."


Warming, Overfishing, Plastic Pollution Destroying Ocean Life: Scientists

A coral reef off the coast of Florida/Credit: PMC 1stPix

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The state of the oceans can best be likened to a case of multiple organ failure in urgent need of intervention, suggests the most comprehensive analysis yet of the world’s marine ecosystems.

Global warming, overfishing and plastic pollution are wreaking havoc at an unprecedented rate on marine life, reported scientists at a recent meeting of the International Program on the State of the Ocean (IPSO).

The impacts of climate change — acidifying oceans, coral bleaching and habitat loss — are the biggest cause of decline in ocean health, and the hardest to solve, some researchers told SolveClimate News in interviews.

Global warming will “swamp everything,” said Tony Pitcher, a professor of fisheries from the University of British Columbia who attended the meeting. “The effects are all around … If we don’t do something quickly, the oceans in 50 years won’t look like they do today.”

The workshop brought together 27 scientists from six countries and represents the first time in at least a decade when experts from separate fields — geochemists, geophysicists, pollution experts, fishery biologists and climate change scientists — gathered to share their assessment of the oceans.

“These people don’t usually talk to each other very much so getting them together … was quite a special occasion,” said Pitcher.

But the scene was far from celebratory. “In each kind of science, the experts were reporting that somewhere in the world the worst-case scenario was already present,” he told SolveClimate News.

The Next Great Extinction

Climate scientists continue to report that atmospheric levels of CO2 are rising at an accelerated rate, spelling trouble for the oceans. Seas absorb the heat-trapping gas, which makes them more acidic.

Acidity of the world’s oceans has increased 30 percent since the Industrial Revolution, said Bärbel Hönisch, a professor of earth science at Columbia University who did not attend the workshop. Ocean acidification stresses corals, shellfish and other organisms with effects that ripple through the marine food chain.

Adding to that ocean stress is overfishing, the IPSO assessment said. The large and long-lived species in fisheries worldwide — and in the South China Seas in particular — are “virtually fished out,” Pitcher explained.

When added together, conditions may be ripe for the next great extinction similar to the five mass extinctions that have occurred throughout Earth history. “That was the comparison that was made,” said Pitcher. “Certainly the rate of change in the chemistry of the oceans is greater than in some of the ancient extinctions.”

Hönisch was more cautious. We won’t wipe out ocean life, she predicted, but toxic algal blooms will thrive in the absence of large fish and other organisms threatened by extinction.

“The question for me has always been, do we care about the fish that are commercially interesting?” Hönisch asked. “Do we care about what we have today?”

The Climate Change Threat

Climate change is the oceans’ greatest threat, said Daniel Pauly, a fisheries professor from the University of British Columbia who also attended the seminar.

As oceans heat up, there is less mixing of warm water near the sea surface and colder water near the bottom, he told SolveClimate News. That decreases the amount of available oxygen in the water column less oxygen means less life overall.

Oxygen depletion, acidification and warmer temperatures are “a deadly mixture,” Pauly said, and is almost certain to exacerbate other risks.

Coral reefs are particularly vulnerable, said Alex Rogers, lead author of the IPSO report and professor of conservation biology at the University of Oxford.

Extreme Weather and Coral Bleaching

The underwater reef formations, often called the rainforests of the sea, are built by tiny animals called coral polyps that create limestone formations by constantly taking calcium carbonate out of the sea.

Coral reefs are the most diverse ecosystems in the ocean housing millions of species, Rogers told SolveClimate News. They provide ecosystem services such as food, coastal protection, tourism and recreation that are worth up to $375 billion dollars per year, he said.

Corals live off the microscopic algae that dwell inside their tissues. Elevated water temperatures can cause coral bleaching, a whitening of corals that occurs when they expel algae. Corals eventually die, erode and collapse from continuous bleaching.

Charles Sheppard, a professor in the School of Life Sciences at the University of Warwick and a workshop participant, said that an increase of 1 degree Celsius over about 10 weeks is enough to trigger bleaching.

“It’s the extremes that do the killing,” he explained. Average temperatures in the oceans have increased about half a degree Celsius since the 1970s, he said, but it’s the weeks of extreme heat that kill off corals for good.

Corals must also live with increasing acidity.

As oceans become more acidic, corals have to spend more energy to deposit the limestone. “It’s just a harder environment for them to live in,” said Sheppard. “If you add that to temperature rise — which also adds stress — the two together is bad news.”

Dying coral reefs don’t just destroy ecosystems: Reefs protect coastlines by reducing storm surge and erosion.

Many of the atolls in Polynesia and Micronesia are made of corals, said Sheppard. In healthy corals, the growth of new limestone outpaces natural erosion of the coral. When the reefs die off, the islands will erode away.

“Corals are among the most threatened organisms on the planet,” said Pitcher. Between the bleaching, overfishing, the dynamiting of coral reefs to kill fish and mining of coral for construction material, “corals will probably disappear from the planet in 40 years,” he said. “It’s kind of scary when you think that 200 million people depend on coral reefs for their livelihoods.”

Poor countries that rely on fish as their main protein source — and which are expected to be hardest hit by climate change — are most at risk, said Rogers.

Developing nations in the tropics also face overfished seas, while surviving fish in these regions are moving to cooler waters as the climate warms.

Overfishing Easier to Solve

Compared to climate change, overfishing is relatively easy to solve, said Pitcher. Canada and the U.S. are among the better countries in terms of fisheries management. Both nations use quotas to limit their catch, but their management methods need to be improved, he said.

“Fisheries are about managing people rather than fish,” said Pitcher. The UN has a voluntary code of conduct for responsible fisheries that takes into account aspects of sustainability. Fishers who use bottom trawlers, for instance, would score lower than those who use regular nets.

In addition, said Pitcher, most governments only survey the populations of fish that humans eat. “But fish live in a natural ecosystem,” he said. “They eat things. and things eat them,” adding that it’s important to also monitor the health of non-marketable fish.

Pauly supports the expansion of marine reserves where fishing is banned. Only about 1 percent of the seas are protected, he said, versus 10 percent of continents in the form of national parks and other reserves.

“We accept that there must be [protected] parks on land. We don’t conceive the need for that in the water. When [scientists] say we need 10 percent of the oceans protected, you get a howl from the fishing industry.”

Most fish stocks live in “exclusive economic zones,” said Pauly — designated areas for signatory countries of the United Nations Convention on the Law of the Sea that allow fishing and mining within 200 miles of their coastlines. These coastal areas make up 40 percent of the oceans.

Countries are reluctant to create marine reserves, largely because “we cannot wrap our minds around the oceans being fragile and inaccessible to us,” he said. “The fishing industry isn’t perceived as something that can change the structure of life in the ocean … Most people picture fishermen going out in small boats to brave the elements.”

In reality, giant commercial trawlers are responsible for 40 to 60 percent of the world’s catch. The scale and might of these trawlers compared to the fish is “like hunting rabbits with tanks,” said Pauly.

“Fisheries’ problems are relatively cheap to fix,” said Pauly. But if we keep stalling, he warned: “It’s going to be a problem that’s not fixable.”

Managing Plastic Pollution

Another relatively manageable problem is chemical pollution from plastics, said Pitcher, which aggravates the effects of other toxic pollutants.

Over time, pieces of plastic get ground down to microscopic particles and ingested by filter-feeding organisms such as clams, krill and some fish and sharks. Pitcher said this in itself isn’t catastrophic, but endocrine disruptors like flame retardants stick to plastic and get eaten by the organisms. With time, those toxins make their way up the food chain.

We have a fair track record of restricting certain marine pollutants, said Pitcher.

One success story over the past 20 years is the reduction of anti-fouling paint layered on the bottom of ships to prevent barnacle growth. Once scientists realized the paint was releasing large amounts of lead into the water, many countries passed legislation to limit its use.

Even if marine plastic pollution is drastically reduced, it’s impossible to reverse the ocean’s deteriorating waters without curbing overfishing and the emissions that cause climate change, Sheppard said. “It’s the combination which does so much harm.”