İnsan faaliyetlerinden kaynaklanan ani oksijen kayıpları (hipoksi), denizlerdeki canlı yaşamını boğuyor. “Oksijen seviyesi azaldığında deniz ekosistemlerinin buna tepkisi ne olur?” gibi temel bir sorunun cevabı, örnek bir vakayla açıklanıyor. Çözüm de belli.
Deniz sularının ısınmasıyla ortaya çıkan oksijen kaybı, iklim değişikliği ve besin patlaması (ötrofikasyon) nedeniyle hızlanıyor. Bugüne kadarki pek çok çalışma da söz konusu kaybın, canlı yaşamı için tehdit oluşturduğunu açıkça gösteriyordu.
Ancak ani gelişen (akut) oksijensizleşme olaylarının tropikal deniz ekosistemlerini nasıl etkilediği tam olarak bilinmiyordu. Oşinografların yaptığı bir çalışma, bu fenomenin deniz ekosistemlerindeki makro ve mikroorganizmaları nasıl etkilediğine ve uyum süreçlerine yönelik anlayışımızı geliştiriyor.
Sıcak ve durgun sular…
ABD, Massachusetts’teki Woods Hole Oşinografi Enstitüsü’nde doktora sonrası araştırmacı olan Maggie Johnson, bir meslektaşıyla birlikte Panama’nın Karayip kıyılarındaki Bocas del Toro’da gözlem yapıyordu.
Sıcak ve durgun okyanus sularına daldıklarında yüzeyin yaklaşık 3 metre altında, tuhaf bir bulanık katmanla karşılaşmışlardı; bu katman, mercanların tepelerine tüneyen yılanyıldızları (Ophiuroidea) ve deniz kestanelerini sarmalıyordu.
Bu gözlem, daha sonra Nature Communications’da yayımlanacak olan bir çalışmayı tetikleyerek, bu bulanık su tabakasının neden oluştuğunu ve deniz tabanının altındaki yaşam üzerindeki etkisinin analiz edilmesinin yolunu açıyordu.
Temel bir soruya yanıt veren vaka
Çalışma, hipoksik olaylar sırasında Bocas del Toro yakınlarındaki mercan resifleri ve mikrobiyal topluluklarda meydana gelen değişiklikleri yakından inceleyerek temel bir soruya açık bir yanıt veriyordu.
“Buradaki okyanus suyu hipoksik, yani oksijen yok denecek kadar az,” diyen Johnson, durumu şöyle açıklıyor: “Tüm makro organizmalar bu oksijensiz sudan uzaklaşmaya çalışıyor, kaçamayanlar ise boğuluyor. Bir mercan resifinde daha önce böyle bir şey görmemiştim.”
Johnson, düşük rüzgâr aktivitesinden dolayı suyun durgunlaşması, su sıcaklığının fazla olması ve yakındaki tarlalardan suya karışan besin (azot ve fosfat) kirliliğinin yarattığı kombinasyonun, suyun yapısını bozduğunu ve çevredeki habitatta ani hipoksik koşullar oluşturduğunu söylüyor.
Oksijen kaybının arkasında ne var?
Bilim insanları, iklim değişikliği ve aşırı besin patlaması (excess nutrient) nedeniyle okyanuslardaki oksijen kaybının hızlandığını savunuyor. Ancak ani oksijen düşüşü olaylarının tropikal deniz ekosistemlerini nasıl etkilediği tam olarak anlaşılmış değildi.
Daha önce yapılan araştırmalara göre yükselen okyanus sıcaklıkları, mercanların ekolojik stres altına girerek dokularında yaşayan algleri dışarı attığında meydana gelen ağartma (bleaching) gibi fiziksel değişikliklere yol açabileceğini gösteriyordu.
Kötü haber şu ki ortam koşullarının düzelmediği ağartılmış mercanlar bir daha canlanmamak üzere ölüyor. Bununla birlikte, tropik bölgelerde azalan oksijen seviyelerinin neden olduğu gerçek zamanlı değişiklikler ise nadiren gözlemlenmiş durumda.
Yerel ölçekteki hipoksik olaylar, mercan resifleri için kitlesel ağartmaya neden olan ısınma olaylarından daha ciddi bir tehdit oluşturabiliyor. Bu ani olaylar, oksijene ihtiyaç duyan tüm deniz yaşamını etkileyerek resif ekosistemlerini hızla öldürebiliyor.
İşte Bocas del Toro’daki araştırmacılar da bu ani olaya bağlı olarak mercanların ağardığını ve toplu ölüm yaşandığını bildirmişti; bu olaydan bir yıl sonrasına kadar iyileşme belirtileri göstermeyen canlı mercanların yarısı ölmüş, deniz tabanındaki toplulukta da ciddi bir değişim yaşanmıştı.
Peki ya hayatta kalanlara ne olmuştu?
Johnson ve arkadaşları, Bocas del Toro’da gözlemledikleri mercan topluluğunun dinamik olduğunu ve bazı mercanların bu koşullara dayanma potansiyeli taşıdığını söylüyor. Bu keşif, hangi mercan genotiplerinin veya türlerinin hızla değişen ortamlara adapte olduğunu ve onların gelişmesine yardımcı olan özellikleri belirlemek için ileride yapılacak araştırmalara zemin hazırlıyor.
Araştırmacılar ayrıca, bu koşullarda yok olan yılanyıldızları gibi makro organizmaların aksine, resiflerde yaşayan mikroorganizmaların bir ay içinde normal duruma döndüklerini söylüyor. Deniz suyu örnekleri toplanarak yapılan mikrobiyal DNA analizleri ise bu mikropların çevrelerine tamamen uyum sağlamaktan ziyade bu düşük oksijen koşullarında bir tür “bekleme moduna” geçtikleri sonucuna varıyor.
Makalenin yazarlarından doktora sonrası araştırmacı Jarrod Scott, buradan çıkaracağımız dersin, bir mikrop topluluğunun yaşam döngüsünün dayanıklılığı olduğunu dile getiriyor.
Çalışmalarını Panama’daki Smithsonian Tropikal Araştırma Enstitüsü’nde sürdüren Scott, durumu şöyle açıklıyor: “Bu toplulukların belirli bir bileşimi vardır, aniden tüm oksijen azalır ve bir tıkanma yaşanır; ardından topluluk üyelerinin yerini yenisi alır. Bir süre gelişirler ve sonunda hipoksi kaybolur, oksijen geri gelir ve verdikleri reaksiyon sayesinde bu topluluk hızla eski haline döner. Bu, makro organizmalarda gördüklerinizin tam tersidir.”
Nedeni insan faaliyetleri
Çalışma, ani bir oksijensizleşme olayı sırasında bir mercan resifindeki mikrop topluluklarının kaderi hakkında fikir veriyor. Resif mikropları, fizikokimyasal koşullardaki değişikliklere hızla tepki vererek, doğadaki hem fiziksel hem de biyolojik süreçlerin güvenilir göstergelerini sağlıyor.
Ekolojik stres yaratan koşullar ortadan kalktıktan sonra “hipoksik mikrobiyal” topluluktan “normal koşullu” bir topluluğa geçişin, resif mikroplarının iyileşme yolunun bağımsız olduğunu ve bu yönüyle makro organizmalardan ayrıldığını, bu çalışma sayesinde öğreniyoruz.
Scott ve Johnson, insan faaliyetlerinin tarım özelinde besin kirliliğine ve küresel ısınma özelinde ise hipoksik okyanus koşullarına yol açan su ısınmasına yol açabileceği konusunda hemfikir. Yani bu sorunların kaynağında insan faaliyetleri var.
Çözüm ise kıyı arazisi koruma-geliştirme ve çiftçilik gibi faaliyetlerin daha iyi yönetilip geliştirilebilmesinden geçiyor. Sözgelimi deniz ekosistemlerine yakın bölgelerdeki endüstriyel tarım faaliyetlerinden vazgeçilmesi iyi bir fikir olabilir. Araştırmacılar bu tip önlemlerin, oksijen azalması olaylarının meydana gelme olasılığını azaltacağını düşünüyor.
Bu yazıyı hazırlarken hangi kaynaklardan faydalandık?
nature.com/articles/s41467-021-24777-3
scitechdaily.com/what-happens-to-marine-life-when-there-isnt-enough-oxygen/
