Biz, yediğimiz şeyiz. Okyanusta, çoğu yaşam biçimi gıdasını fitoplanktonlardan alır. Bu mikroskobik, bitki benzeri algler, kril, deniz salyangozları, bazı küçük balıklar ve denizanasaları için birincil gıda kaynağıdır; bu canlılar da okyanusun en üst düzey avcıları, insanlar da dahil olmak üzere, daha büyük deniz hayvanlarını besler.
Şimdi MIT bilim insanları, fitoplanktonun bileşiminin ve okyanusun temel diyetinin iklim değişikliği ile önemli ölçüde değişeceğini buluyor.
Bugün Nature Climate Change dergisinde yayımlanan açık erişim çalışmasında, ekip, deniz yüzeyi sıcaklıkları önümüzdeki yüzyılda yükseldikçe, kutup bölgelerindeki fitoplanktonların protein açısından daha az zengin, karbonhidrat açısından daha ağır ve genel olarak daha düşük besin içeriğine sahip olacak şekilde uyum sağlayacağını rapor ediyor.
Sonuçlar, ekibin okyanus sıcaklığı, akıntı ve deniz buz örtüsündeki değişikliklere yanıt olarak fitoplanktonun bileşimini simüle eden yeni modelinin bulgularına dayanmaktadır. İnsanların 2100 yılına kadar sera gazları yaymaya devam ettiği bir senaryoda, ekip, özellikle kutup bölgelerinde okyanus koşullarındaki değişikliklerin fitoplanktonun protein, karbonhidrat ve lipid dengesini yaklaşık %20 oranında değiştireceğini buldu. Araştırmacılar, son birkaç on yıldaki gözlemleri analiz etti ve bu değişimin gerçek dünyadaki bir imzasını zaten buldular.
“Kutuplarda hızlı gıda okyanusuna doğru ilerliyoruz,” diyor baş yazar ve MIT doktora sonrası araştırmacısı Shlomit Sharoni. “Bu tahmine dayanarak, yüzey okyanusunun besin bileşimi yüzyılın sonunda çok farklı görünecek.”
Çalışmanın MIT ortak yazarları Mick Follows, Stephanie Dutkiewicz ve Oliver Jahn; Rhode Adası Üniversitesi'nden Keisuke Inomura; Kanada'nın Halifax kentindeki Dalhousie Üniversitesi'nden Zoe Finkel, Andrew Irwin ve Mohammad Amirian; ve California Üniversitesi, Davis'ten Erwan Monier'dir.
Besin bilgisi
Fitoplankton, okyanusun üst, güneş ışığı alan katmanlarında sürüklenir. Kara üzerindeki bitkiler gibi, deniz mikroalgleri fotosentetiktir. Büyümeleri, güneşten gelen ışık, atmosferden gelen karbondioksit ve derin okyanustan yükselen azot ve demir gibi besin maddelerine bağlıdır.
Fitoplanktonun iklim değişikliğine nasıl yanıt vereceğini incelerken, bilim insanları esas olarak artan okyanus sıcaklıklarının fitoplankton popülasyonlarını nasıl etkileyeceğine odaklandılar. Planktonun bileşiminin değişip değişmeyeceği ve nasıl değişeceği daha az iyi anlaşılmaktadır.
“Fitoplanktonun besin değerinin iklim değişikliği ile değişebileceği konusunda bir farkındalık vardı,” diyor Sharoni, “Ama bu soruyu doğrudan ele alan çok az çalışma yapıldı.”
O ve meslektaşları, okyanus koşullarının fitoplankton makromoleküler bileşimini nasıl etkilediğini anlamaya çalıştılar. Makromoleküller, yaşam için hayati öneme sahip büyük moleküllerdir. Ana makromolekül türleri arasında proteinler, lipidler, karbonhidratlar ve nükleik asitler (DNA ve RNA'nın yapı taşları) bulunur. Her yaşam biçimi, fitoplankton dahil, belirli bir ortamda hayatta kalmasına yardımcı olan makromoleküllerin bir dengesinden oluşur.
“Canlı bir organizmadaki hemen hemen tüm malzeme bu geniş moleküler formlardadır ve her biri, organizmanın bulunduğu koşullara bağlı olarak belirli bir fizyolojik işlevi vardır,” diyor Follows, Yer, Atmosfer ve Gezegen Bilimleri Bölümü'nde profesör.
Dengesiz bir diyet
Yeni çalışmalarında, araştırmacılar önce bugünün okyanus koşullarının fitoplanktonun makromoleküler bileşimini nasıl etkilediğine baktılar. Ekip, Dalhousie'deki işbirlikçileri tarafından gerçekleştirilen laboratuvar deneylerinden elde edilen verileri kullandı. Bu deneyler, fitoplanktonun makromoleküllerinin, örneğin proteinlerin karbonhidratlara oranının, su sıcaklığındaki ve ışık ile besinlerin mevcudundaki değişikliklere yanıt olarak nasıl değiştiğini ortaya koydu.
Bu laboratuvar verileri ile grup, laboratuvar ortamında planktonun farklı ışık ve besin koşullarında protein ile karbonhidrat dengesini nasıl yeniden ayarlayacağını simüle eden nicel bir model gelişt
