İklim değişikliği nedeniyle deniz seviyeleri yükseldikçe, yaklaşan deniz suyu tatlı su ortamlarını muhtemelen tuzlu hale getirecektir. MIT araştırmacıları, bu tuzluluk artışının nehirler ve deltalar gibi ortamlarda bulunan mikrobiyal ekosistemleri nasıl etkileyebileceğini gösteren yeni bir çalışma gerçekleştirdi.
Bu mikrobiyal topluluklar, karbon döngüsünde önemli roller oynar ve ayrıca algler gibi organik maddelerin parçalanmasına yardımcı olurlar. MIT ekibi, tuz seviyeleri yükseldiğinde, bu toplulukların çeşitliliğini kaybettiğini, çünkü daha hızlı büyüyen suşların topluluğu ele geçirme eğiliminde olduğunu, ancak genel büyüme hızlarını koruduklarını buldu.
“Daha yüksek tuzlulukta, çeşitliliği kaybediyorsunuz ki bu nihayetinde bir ekosistem için iyi değil. Ama bizi şaşırtan şey, bu arada çeşitlilik azalmasına rağmen, topluluğun büyümesi ve biyokütle üretiminin çok fazla etkilenmemesi,” diyor yeni çalışmanın baş yazarı MIT doktora sonrası araştırmacısı Jana Huisman.
MIT fizik profesörü Jeff Gore, bugün Nature Microbiology dergisinde yayımlanan makalenin kıdemli yazarıdır. Şu anda Yale Üniversitesi'nde ekoloji ve evrimsel biyoloji yardımcı profesörü olan eski MIT doktora sonrası araştırmacısı Martina Dal Bello da çalışmanın yazarlarındandır.
Tuz seviyelerinin yükselmesi
Su ortamlarında yaşayan mikroplar genellikle tatlı veya tuzlu suda, ya da bunların arasında bir yerde yaşamaya uyum sağlamıştır. Daha yüksek tuzlu ortamlarda yaşayan mikropların, osmotik basınca dayanacak şekilde optimize edilmiş hücre duvarları ve hücreden sodyum iyonlarını pompalayabilen membran taşıyıcıları vardır.
Tatlı su gölleri ve nehirler, su başına yaklaşık 1 gram tuz (g/L) tuz konsantrasyonuna sahipken, okyanuslar 35 g/L'ye kadar çıkabilir. İklim ısındıkça ve deniz seviyeleri yükseldikçe, bu okyanus suları deltalar ve diğer iç su kütlelerine sızabilir ve tuzluluğu artırabilir.
“İklim değişikliği düşündüğünüzde, yükselen sıcaklıkları düşünebilirsiniz, bu çok yaygın, ama aynı zamanda birçok diğer çevresel stresin de artacağını biliyoruz,” diyor Huisman.
Huisman, geniş bir kıyı deltası olan Hollanda'dan ve tuzluluk değişimlerinin bu su ortamlarındaki mikrobiyal ekosistemleri nasıl etkileyebileceğini araştırmakla ilgileniyordu. Yeni çalışma, Gore'un laboratuvarından, daha yüksek deniz suyu sıcaklıklarının genellikle daha yavaş büyüyen bakterileri tercih ettiğini gösteren önceki çalışmalara dayanmaktadır.
Yeni çalışma için araştırmacılar, farklı tuzluluk seviyelerine sahip üç su ortamından örnekler aldılar: MIT Yelken Pavyonu yakınındaki Charles Nehri (4 g/L), Boston Limanı (30 g/L) ve Massachusetts'teki Nahant'ta bir plaj (35 g/L). Her topluluk yüzlerce mikrop türü içeriyordu. Araştırmacılar daha sonra her popülasyonu üç farklı tuzluluk ortamında - 16, 31 veya 46 g/L - büyüttüler.
İki hafta boyunca, araştırmacılar toplulukların büyüme oranlarını ölçtüler ve genel olarak, her topluluğun her üç konsantrasyonda da aynı büyüme oranını koruduğunu buldular. Ancak, daha yüksek tuzlu ortamlara maruz kalan topluluklarda genel bileşim daha az çeşitli hale geldi. Daha fazla çalışma, bu toplulukların genellikle daha hızlı büyüyen türler tarafından domine edildiğini gösterdi.
“Daha yüksek tuzlulukta yetiştirilen toplulukların, daha düşük tuzlulukta olanlardan belirgin şekilde farklı bir bileşime ulaştığını gördük,” diyor Huisman.
Doğal ekosistemler
Laboratuvar sonuçlarının doğal ekosistemlerde neler olduğunu yansıtıp yansıtmadığını keşfetmek için, araştırmacılar Chesapeake Körfezi, Meksika Körfezi ve Baltık Denizi gibi farklı su ekosistemlerinde bulunan mikroplardan kamuya açık genetik verileri analiz ettiler.
Bu çalışmanın bu bölümünde, araştırmacılar bir türün ulaşabileceği maksimum büyüme hızını temsil etmek için kullanılabilecek 16S rRNA gen kopya sayısı adı verilen bir genetik belirteç üzerine odaklandılar. Bir türün sahip olduğu bu genin daha fazla kopyası varsa, içsel büyüme hızı daha hızlıdır.
Ara
