Jest to kolejna forma zagrożenia, związana z globalnym ociepleniem i zakwaszeniem oceanu, które oddziałuje na ekosystemy morskie – sugerują badacze.

Co roku w wodach oceanów rozpuszcza się około 2,3 mld ton dwutlenku węgla, którego źródłem są emisje antropogenne. Gaz ten zakwasza wodę. Jego wpływem na ryby żyjące w środowisku koralowych raf zajmował się już wcześniej Philip Munday i jego współpracownicy z James Cook University w Townsville w Queensland (Australia). Stwierdzili wówczas, że ryby przebywające w wodzie o zawartości dwutlenku węgla wyższej niż normalnie (ale podobnej do stężenia, jakie prognozuje się dla oceanów na okolice końca wieku) - stają się bardziej śmiałe i pociągają je zapachy, których normalnie unikają, np. woń wydzielana przez drapieżniki czy niesprzyjające środowisko.

Teraz Munday, we współpracy z Goranem Nilssonem z University of Oslo (Norwegia) i współpracownikami odkryli, że obecność dwutlenku węgla w wodzie prowadzi u ryb do bardziej ryzykownych zachowań dlatego, że oddziałuje on z receptorem neuroprzekaźnika zwanym GABA-A.

Naukowcy przekonali się o tym, hodując larwalne formy błazenków (Amphiprion percula) w wodzie morskiej o normalnym (450 mikroatmosfer) i podwyższonym (900 mikroatmosfer) stężeniu dwutlenku węgla. Gdy rybki dorosły, mogły wybrać środowisko, w którym chcą przebywać. W grę wchodził strumień wody przesiąknięty zapachem popularnych drapieżnych ryb albo strumień o zapachu neutralnym. Rybki dorastające w wodzie o dużym stężeniu dwutlenku węgla ciągnęły ku zapachowi drapieżnika w około 90 proc. przypadków. Pozostałe, dorastające w normalnych stężeniach tego gazu, w ponad 90 proc. przypadków unikały groźnej woni.

Kiedy jednak na błazenki dorastające w podwyższonych stężeniach CO₂ podziałano gabazyną (związkiem, który blokuje receptor GABA-A), rybki najwyraźniej odzyskały rozum. Osobniki poddane zabiegowi płynęły w stronę woni drapieżnika zaledwie w 12 proc. przypadków.

"Fakt, że możemy wykorzystać bloker receptorów GABA-A, aby odwrócić zmiany w zachowaniu dowodzi, że działanie tego receptora poddaje się wpływowi zmian stężenia dwutlenku węgla" – tłumaczy Nilsson.

W drugim teście, z udziałem młodocianych postaci innych ryb (Neopomacentrus azysron, żyjących w wodach Lizard Island w granicach Wielkiej Rafy Koralowej), naukowcy stwierdzili, że duże stężenia dwutlenku węgla niszczyły u nich naturalną skłonność do skręcania w lewo lub w prawo w określonych sytuacjach (takie zachowanie pozwala zsynchronizować manewry ławicy). Orientację przywróciła rybkom dopiero "kąpiel" w wodzie z gabazyną.

Receptor GABA-A obecny jest na dendrytach - rozgałęzieniach komórki nerwowej (neuronu), które odbierają sygnały chemiczne od innych neuronów. Pod wpływem odpowiedniej substancji (neuroprzekaźnika), receptor otwiera się, a do komórki nerwowej "napływają" ujemnie naładowane jony chlorkowe i wodorowęglanowe, zapobiegając jej wzbudzeniu. Znaczy to, że GABA wpływa na neuron hamująco.

Kiedy jednak w rybim organizmie akumuluje się duża ilość dwutlenku węgla, zmienia się też "gospodarka" jonami, zaś receptor, zamiast się zamykać, otwiera się. Wtedy jony z komórki uciekają, a sam neuron zostaje pobudzony. To może wpływać na funkcjonowanie obwodów nerwowych w mózgu i wywołać u ryby zachowanie, które zwiększa ryzyko bycia zjedzoną przez drapieżnika – mówi Nilsson.

Wpływ dwutlenku węgla może być większy niż tylko mechanizm, który zobrazowały badania – zauważa cytowany przez "New Scientist" ekolog ryb Anthony Fowler z South Australian Research and Development Institute w Adelaide. Większość zwierząt, kręgowców i bezkręgowców, posiada receptory GABA-A – dodał.

Nilsson i Munday podejrzewają, że zwierzęta oddychające skrzelami, np. ryby i skorupiaki, są na to ryzyko szczególnie narażone. W ich krwi stężenie dwutlenku węgla jest niższe niż u zwierząt oddychających płucami, dlatego trudniej radzą sobie z nagłym nadmiarem tego gazu.