Yeni Çalışmayla ‘Deniz Karı’nın Okyanusu Canlı Tuttuğu Keşfedildi
Okyanusumuzu uyum içinde tutan günlük güçleri fark etmek zor olabilir. Genellikle güneş ışığı, dalgalar ve gelgitleri denizlerimizin ana unsurları olarak düşünürüz, ancak hikayenin daha fazlası var.
Yeni bir araştırma, deniz karının (sürüklenen küçük çöp parçaları) sudaki önemli süreçlerin devamını sağlayan bakteriler için bir sıcak nokta görevi gördüğünü ortaya koyuyor.
Bu beklenmedik yardımcılar, inert azot gazını organizmaların kullanabileceği bir forma dönüştürürler; bu sürece azot fiksasyonu denir.
Gizli deniz yaşamı cepleri
Okyanus suları ilk bakışta tekdüze görünebilir. Gerçekte ise, yüzen madde kümeleri mikropların toplandığı benzersiz bölgeler oluşturur.
Bu yüzen kalıntılar, heterotrofik bakterilere düşük oksijenli merkezler ve yaşamlarını sürdürmeleri için yeterli organik parçacıkların doğru karışımını sunar.
Araştırmacılar, bu bakterilerin farklı enlemlerde azotu nasıl sabitlediklerini bulmak için matematiksel modellerden yararlandılar.
Daha sıcak tropikal bölgelerden daha soğuk bölgelere kadar çeşitli koşulları simüle ederek, bu bakteri topluluklarının genellikle kendi konfor alanlarının dışında olduğu düşünülen sularda da işlev görebildiğini belirttiler.
Azot bakteriler için neden önemlidir?
Her canlı, proteinler ve diğer hayati moleküller oluşturmak için azota ihtiyaç duyar. Okyanusun birçok bölgesinde çözünmüş azot gazı bol miktarda bulunur, ancak çoğu organizma bu gazı bu haliyle kullanamaz.
Bazı okyanus siyanobakterileri, güneş ışığı alan sularda bu gazı kullanılabilir hale getirebilir.
Parçacıklar üzerindeki heterotrofik bakteriler, bu işi daha derin bölgelerde gerçekleştirerek daha da ileri giderler. Ayrıca, çeşitli sıcaklık ve oksijen seviyelerini kapsayarak okyanusun genel istikrarına katkıda bulunurlar.
Bilim adamları, bu parçacıklara bağlı mikropların denizlerdeki toplam azot fiksasyonunun yaklaşık %10’una katkıda bulunduğunu tahmin ediyorlar.
Bakteriyel azot fiksasyonunun şekillenmesi
“Kopenhag Üniversitesi’nde doktora sonrası araştırmacı olarak bu çalışmaya başladığımızdan bu yana neredeyse beş yıl geçti. Ancak sonuçlar oldukça çığır açıcı olduğu için, bu çabaya kesinlikle değdi” diye açıkladı Chakraborty.
Bu keşif, bu mikroskobik işçilerin erişim alanıyla ilgili soruları açıklığa kavuşturuyor.
“N2 fiksasyonunun büyüklüğü ve siyanobakteriler için bilinenlere göre parçacıklarla ilişkili aktivitenin belirgin dağılımı oldukça ilginç” dedi çalışmanın ortak yazarı Profesör Lasse Riemann.
Bu bulgu, okyanus derinliklerinde üretkenliği anlama şeklimizde bir değişiklik olduğunu gösteriyor, çünkü bu bakteriler sadece küçük bir rol oynamakla kalmayıp, sürekli bir destek sağlıyorlar.
Sıcaklık, bu bakterilerin azotu ne kadar verimli bir şekilde sabitleyebilecekleri konusunda önemli bir rol oynuyor. Araştırmacılar, sabitleme oranlarının 63°F (17°C) civarında zirveye ulaştığını ve sular çok soğuk veya çok sıcak olduğunda yavaşladığını keşfettiler.
Daha düşük sıcaklıklarda, bakteriyel solunum çok yavaşlar ve parçacığın içinden oksijeni uzaklaştırarak azot sabitlemesini engeller.
Daha yüksek sıcaklıklarda ise bakteriler organik maddeleri çok hızlı parçalar ve bu da bir uyumsuzluğa neden olur. Besin maddelerini yayılmadan önce yeterince hızlı ememezler. Bu da, diğer koşullar elverişli olsa bile, sabitleme sürecini durduran enerji kıtlığına yol açar.
Değişen sularda yollar
Küresel ısınma, okyanus kimyasındaki değişikliklere ilişkin endişeleri artırmaktadır. Daha sıcak yüzey suları, besinlerin hareket ettiği yerleri etkileyebilir ve bazı bölgelerde karışımı azaltabilir.
Bu durumda, okyanusun daha derin kısımlarında organik madde miktarında düşüş görülebilir.
Bu zorluklara rağmen, sonuçlar bu bakteriyel fiksatörlerin daha soğuk sularda bile iyi uyum sağlayabileceğini göstermektedir.
Bunun nedeni kısmen, büyük parçacıkların merkezinde oksijensiz bölgeler oluşması ve bu bölgelerin bakterilere azotu sabitlemek için güvenli bir yer sağlamasıdır. Bazı okyanus bölgelerinde de düşük oksijenli geniş tabakalar bulunur ve bu da bakterilerin yaşam alanlarını genişletebilir.
Deniz sistemleriyle daha geniş bağlantılar
Deniz biyolojisi tamamen dengeyle ilgilidir. Fitoplanktonlar genellikle sabit azota bağımlıdır ve koşullar uygun olduğunda gelişir. Balıklar ve diğer deniz canlıları bu büyümeden faydalanır.
Derin sulardan azot kaynaklarını destekleyerek, bu partikül bazlı bakteriler besin ağının iki katmanını birbirine bağlar.
Bu bulgular, araştırmacıları oksijen minimum bölgeleri (OMZ) yakınındaki partiküller de dahil olmak üzere çeşitli okyanus partiküllerini daha yakından incelemeye teşvik edebilir.
Bu bakteri gruplarının nasıl yaşadığı hakkında daha fazla bilgi edinmek, uzun vadeli tahminler ve iklim modelleri için rehberlik sağlayabilir.
Oksijen minimum bölgeleri bakteriyel aktiviteyi nasıl artırır?
OMZ’ler, partikül ile ilişkili bakteriler için ideal koşullar yaratır. Oksijenin neredeyse tamamen tükendiği bu derin su alanları, bakterilerin enzimlerini oksijene maruz kalmaktan korumak için ekstra enerji harcamadan azot fiksasyonu gerçekleştirmelerini kolaylaştırır.
Çalışma, en yüksek azot fiksasyon oranlarının bu OMZ’lerde, özellikle doğu tropikal Pasifik ve Umman Denizi gibi bölgelerde meydana geldiğini ortaya koydu.
Bu bölgeler büyük derinliklere yayılır ve bakterilerin organik madde açısından zengin batmakta olan parçacıklar üzerinde gelişmesi için daha fazla zaman ve alan sağlar.
Gelecekteki çalışmalar için çıkarımlar
Okyanus dinamikleri sürekli değişmektedir. Her yıl, yeni veriler iklim bilimi ve deniz ekolojisine yaklaşımımızı şekillendirmektedir.
Son zamanlarda daha derinlerde yaşayan bakterilere odaklanılması, karbonun okyanus derinliklerinde nasıl hapsedildiğini araştırmak için yeni bakış açıları açmaktadır.
Araştırmalar, bu heterotrofik topluluklar ile daha iyi bilinen azot bağlayıcılar arasındaki etkileşimi de inceleyebilir.
Siyanobakteriler hala güneş ışığı alan bölgeleri hakimiyetinde olsa da, bu yeni öne çıkan ortaklarla olan sinerji, henüz anlamaya başladığımız karmaşık ilişkileri vurgulamaktadır.
Derleyen: Feyza ÇETİNKOL
Kaynak: Yeni Çalışmayla ‘Deniz Karı’nın Okyanusu Canlı Tuttuğu Keşfedildi
/Yeni Çalışmayla ‘Deniz Karı’nın Okyanusu Canlı Tuttuğu Keşfedildi/