鲨鱼以其满口尖牙和令人恐惧的笑容而闻名。不幸的是，对于《大白鲨》这部电影来说，未来可能会给这些凶猛的鱼类带来牙齿上的挑战。气候变化 导致海洋酸化，可能会腐蚀黑鳍礁鲨（Carcharhinus melanopterus）的牙齿。根据 8月27日发表在《海洋科学前沿》杂志上的一项研究 的测试结果，到2300年海水的pH值预测将损害鲨鱼的牙齿，使其布满微小的孔洞和裂缝。
“受海洋酸化影响的不仅仅是贝壳、珊瑚和贻贝，” 这项研究的主要作者、海因里希·海涅大学杜塞尔多夫大学生物学家 Maximilian Baum 告诉《Popular Science》。“顶级掠食者最强、最高度发达、高度矿化的武器也受到影响。我们不知道后果会是什么，但我们可以看到并测量到损害。”
海洋为何会变得更酸
这并非秘密：人类活动引起的气候变化 正在使海洋升温。随着大气中二氧化碳（CO2）水平的上升和咸水海的变暖，海水吸收了更多的溶解CO2。溶解的气体与海水发生反应，释放出氢离子，并导致pH值下降。
在人类历史的大部分时间里，海洋一直是微碱性的，平均pH值约为8.1-8.2，与小苏打的pH值相似。现在，根据地区不同，它 更接近8.05。这听起来可能不多，但pH值是一个对数刻度，这意味着每增加1.0个单位就代表酸度或碱度发生10倍的变化。
自19世纪80年代以来，人类活动已使海洋中 酸性 氢离子的浓度 增加了26%以上。作为回应，自工业时代开始以来，海洋表面的pH值每十年都在下降，并且仍在继续下降，根据 最新的IPCC报告。目前，海洋的酸化速度 是过去3亿年以来任何时候的10倍。
这种变化已经开始侵蚀海洋的物理结构——从 贝类聚集区 和珊瑚礁 到海床。因此，Baum想知道，那些通常以捕食为生的体型更大的动物，可能会如何应对酸化的直接挑战。
稳定供应的牙齿
除了学习，Baum还在当地一个水族馆担任潜水员，帮助维护动物栖息地。在鲨鱼缸里潜水时（别担心，鲨鱼“非常害羞”），他会经常注意到围栏里散落着掉落的牙齿。这些掉落的牙齿是鲨鱼一生中自然掉牙的产物。这些掠食性鱼类会不断 重新生长和替换它们的牙齿。这种稳定的牙齿供应为Baum提供了跟随他好奇心的绝佳机会。
他收集了黑鳍礁鲨完好无损的样本，并着手评估这些牙齿在未来海洋条件下的表现。首先，Baum和他的同事们仔细观察了数百颗牙齿，挑选出最原始的样本，并通过在显微镜下拍摄的高分辨率照片记录下它们的初始状态。
他们将牙齿样本缩小到16颗代表性的牙齿，并配对。每对中的一半被放入模拟pH值为8.1的海洋对照缸中。另一半被放入一个实验缸中，在pH值为7.3的条件下保持了八周。IPCC预测，如果人类不控制排放，到2300年，海洋pH值可能会降至7.3（在最坏的情况下）。两个缸的温度和盐度都尽可能保持一致。
两个月后，他们再次比较了这些牙齿——这次是在扫描电子显微镜下观察。在更酸性的水中保存的牙齿腐蚀更严重，出现了更多的裂缝和孔洞，尤其是在牙根和牙齿底部。在pH值为7.3的条件下保存的八颗牙齿全部出现可见损伤，而对照组的牙齿损伤不到一半。
尽管鲨鱼会不断替换牙齿，但研究结果表明，在气候变化导致的海水酸化加剧的情况下，它们需要更频繁地替换牙齿。不幸的是，在pH值较低的海水中游动也可能使这些牙齿更难生长和矿化。
Baum说：“牙齿对鲨鱼的生态成功至关重要。” 如果维持这种关键的适应性需要消耗更多的能量，鲨鱼很可能会因此受苦。如今，在快速变化的世界里，鲨鱼已经面临许多威胁，包括栖息地丧失、渔业衰退、偷猎，甚至 感官受损。牙齿变弱只会增加它们的困境。
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不确定的未来
这项研究提供了初步证据，表明酸化可能会以一种以前未曾记录过的方式给鲨鱼带来压力，尽管研究结果也存在一个很大的局限性。Baum说：“我们真的不知道它会对它们的健康状况产生什么影响。” 他和他的同事没有评估牙齿的机械强度，也没有在活鲨鱼身上进行测试，而且并非所有研究都与新的结果一致。
2019年的一项研究评估了pH值对鲨鱼皮肤盾鳞的影响，皮肤盾鳞是嵌入鲨鱼皮肤中的特殊鳞片状结构，由与牙齿相同的材料构成，有助于鲨鱼在水中进行流体动力学和高效的运动。在那项研究中，科学家们确实发现 酸性条件也会腐蚀皮肤盾鳞。然而，一项 2022年的独立研究 对肖氏棘鲛（Heterodontus portusjacksoni）的研究表明，该物种的牙齿可以抵抗海洋酸化，部分原因在于升温和pH值下降的影响在某些情况下可能会相互抵消。例如，高温会使牙齿更脆，而酸性会使牙齿变软。
Baum指出，2022年的研究使用了与他团队研究非常不同的方法，并且暴露在酸性环境下的鲨鱼也更少。此外，所研究的鲨鱼种类很可能产生很大的差异。肖氏棘鲛的牙齿比黑鳍礁鲨的牙齿暴露在周围水中的程度更低，并且解剖结构也不同。哪些鲨鱼最能耐受，哪些最不能耐受酸化的海水，仍然是一个悬而未决的问题。还需要更多的研究来了解一个仅有16颗松散牙齿的实验如何能够转化为现实世界。
鲨鱼已经存在了4亿多年，它们经历过一切——比现在更温暖和更凉爽的时期，在pH值较低和较高的环境中，海平面更高和更低等等。但所有过去的转变都留下了痕迹。巨齿鲨之所以灭绝是有原因的。
Baum说：“有许多已灭绝的鲨鱼物种”，还有数百种现存的鲨鱼。展望不远的未来，“也许有一个物种能够适应，” 他说。“而另一个，也许不能。”
