Dünya’nın okyanusları ısındıkça, mikroskobik deniz organizmaları, hayati önem taşıyan besin maddelerinin eksikliğinden dolayı artan bir stres yaşıyor. NASA uydu gözlemlerini, okyanus araştırmalarını ve deniz mikroorganizmaları üzerinde yapılan genetik testleri birleştiren yeni bir çalışma, ısınan okyanus sularının, deniz ekosistemlerini yeniden şekillendirme potansiyeliyle birlikte, küresel okyanusun büyük bölümünde besin mevcudiyetini sınırladığını ileri sürüyor.
5 Haziran’da Science Advances dergisinde yayınlanan araştırma, fitoplanktonun durumunu takip ettiokyanus besin ağlarının temelini oluşturur. Araştırmacılar, nitrojen, demir ve fosfor gibi besin maddelerini doğrudan ölçmek yerine, uzaydan gözlemlenen fitoplanktondaki karbon/klorofil oranındaki hafif değişimleri takip ederek stres sonucunu çıkardılar. Uydu verilerinde görüldüğü gibi klorofil miktarının karbona göre azalması planktonun strese girdiğinin bir göstergesidir.
NASA’nın Washington’daki NASA Genel Merkezinde Okyanus Biyolojisi ve Biyojeokimya Programı Program Bilimcisi Laura Lorenzoni, “Okyanusumuz değişmeye devam ederken, sürekli, yüksek kaliteli uzaktan algılama gözlemleri yoluyla sağlığını gözlemleme ve takip etme yeteneği hiç bu kadar önemli olmamıştı” dedi. Plankton toplulukları, önemli ekonomik faaliyetlerin dayandığı deniz ürünleri ağının temelini oluşturduğu için bu çok önemli.”
Araştırma ekibi yirmi yıllık verileri birleştirdi NASA’nın Aqua’sı uydunun Orta Çözünürlüklü Görüntüleme Spektroradyometresi (MODIS) dünya çapındaki araştırma gezilerinde toplanan plankton örneklerini içeren sensör. Yaklaşım, büyük ölçekli uydu gözlemlerini, DNA’sında besin stresi belirtileri gösteren küçük ama bol miktarda bulunan bir deniz mikrobu olan Proklorococcus’taki genetik belirteçlerle ilişkilendirdi. Sonuç, fitoplanktonların nerede büyüdüğünü ve nerede mücadele ettiğini gösteren küresel bir haritadır.
Plankton üzerindeki besin stresinin en güçlü belirtileri Atlantik, Pasifik ve Hint okyanuslarının geniş ve nispeten sakin bölgeleri olan subtropikal girdaplarda ortaya çıktı. Bu bölgelerde, ılık yüzey suyu tabakası, okyanusun derinliklerinden gelen soğuk suyun akışını engeller.
Irvine’deki Kaliforniya Üniversitesi’nden bir okyanus bilimci olan çalışmanın ortak yazarı Adam Martiny, “Okyanusun yüzeyi ısındığında, düşük yoğunluklu bir su tabakasının yüksek yoğunluklu soğuk suyun üzerinde bulunduğu bu çok kararlı durumu yaratıyor” dedi. “Yaz aylarında bir göle gittiyseniz muhtemelen bunu deneyimlemişsinizdir; yüzeyin çok sıcak olduğunu, bacaklarınızı suya soktuğunuzda ise derinlerin çok soğuk olduğunu” söylüyorsunuz.
Bu katmanlaşma, besin açısından zengin suyun yukarı doğru akışını engelliyor ve plankton için hayati önem taşıyan okyanus yüzeyindeki besin maddelerinin mevcudiyetini sınırlıyor. Besin açısından en fakir bölgelerden biri olan Güney Pasifik’te, sıcak yüzey suyu tabakası nitrojen ve demir kıtlığına katkıda bulunarak ekibin keşfettiği besin kaynaklı en şiddetli stresi yarattı.
Ancak araştırmacılar, Kuzey Atlantik’in bazı kısımlarının beklenenden daha az besin stresi yaşadığını keşfettiklerinde şaşırdılar. Fosfor eksikliğine dair kanıtlar bulunmasına rağmen mikroorganizmalar üzerindeki etki nispeten hafifti.
Bu farklılık organizmaların biyolojisini yansıtıyor olabilir. Fitoplankton, fosforu daha verimli bir şekilde geri dönüştürerek veya hücrelerindeki fosfor açısından zengin molekülleri değiştirerek fosfor kıtlığını kısmen telafi edebilir. Azot kıtlığının üstesinden gelmek daha zordur çünkü azot, fotosentez ve besin alımı için gerekli olan proteinler ve hücresel mekanizmalar için çok önemlidir.
Çalışma, besin stresinin mevsimlerle ve El Niño ve Pasifik On Yıllık Salınımı gibi Pasifik Okyanusu’ndaki suların ısınmasına yol açan büyük hava döngüleriyle güçlü bir şekilde ilişkili olduğunu ortaya çıkardı. Pasifik’in büyük bir kısmındaki suyun soğumasına neden olan La Niña olayları sırasında, daha güçlü yükselme, yüzey sularına daha fazla besin maddesi getirdi ve bazı bölgelerde stresi azalttı. Ancak bu çok yıllı döngülerin üzerine eklenen daha uzun vadeli bir eğilimdi.
2002’den 2021’e kadar, araştırmada incelenen okyanus alanının neredeyse %90’ında ortalama deniz yüzeyi sıcaklıkları arttı. Aynı dönemde, besin stresi genel olarak yoğunlaştı; bu durum, ısınan okyanusların giderek daha fazla katmanlaşabileceği ve yüzey besinlerini daha az yenileyebileceği yönünde uzun süredir devam eden endişeleri destekledi.
Ancak Güney Yarımküre’nin besin açısından fakir birçok bölgesinde araştırmacılar, önemli ısınmaya rağmen besin stresinin beklendiği kadar artmadığına dair kanıtlar buldular. Havadaki nitrojeni yakalayabilen mikropların, besin karışımının azalmasının etkilerini kısmen dengeleyebileceğinden şüpheleniyorlar.
Bu bulgu, deniz ekosistemlerinin ısınan iklimlere karşı bazı modellerin öngördüğünden daha fazla dayanıklılığa sahip olabileceğine işaret ediyor. Ayrıca okyanus biyolojisinin devam eden ısınmaya nasıl tepki vereceğini tahmin etmenin karmaşıklığının da altını çiziyor.
Corvallis, Oregon’daki Oregon Eyalet Üniversitesi’nden biyokimyacı olan çalışmanın ortak yazarı Michael Behrenfeld, “Gerçekten iki güçlü aracımız var” dedi. Araçlar uydu gözlemlerini ve hücresel çalışmaları içerir. “İkisi de büyük veri setleri üretiyor, ancak bunlar bir bakıma birbirine zıt. Mikroskobik fitoplanktonlarla ilgili çok detaylı verilerimiz var… ve ayrıca uydularla küresel kapsama alanımız var.”
Araştırmacılar, tüm okyanusu izleyen uyduları mikroskobik planktonun içinde taşınan genetik ipuçlarıyla birleştirerek, ısınan iklimin biyolojik etkilerini gezegen boyunca neredeyse gerçek zamanlı olarak izlemenin yeni bir yolunu elde ettiklerini söylüyorlar.
İle James Riordon
NASA’nın Yer Bilimi Haber Ekibi
Medya iletişim adresi: Elizabeth Vlock
NASA Genel Merkezi
Yazar Hakkında
James Riordon
Daha Fazlasını Keşfedin
.png?w=3840&h=1846&fit=clip&crop=faces%2Cfocalpoint)
Source link
