Okyanuslar asidik hale geldikçe fitoplanktonun iç kimyası değişiyor

Okyanuslarımız daha asidik hale geliyor ve bu da deniz yaşamı için büyük sonuçlar doğurabilir. Bunun, denizdeki besin ağlarının temelini oluşturan ve Dünya’daki oksijenin kabaca yarısını üreten mikroskobik fotosentetik organizmalar olan fitoplankton için ne anlama gelebileceği özellikle endişe vericidir. Şimdi, yayınlanan bir çalışma Doğa Jeolojisi atmosfere pompaladığımız karbondioksitin iç kimyasını değiştirdiğini buldu.

Artan karbondioksitin plankton büyümesini artırabileceği ve düşük fosfatın bunu sınırlayabileceği zaten biliniyordu. Ancak eksik olan, bu iki stres etkeninin birlikte besin kullanımını nasıl değiştirdiğine dair bir anlayıştı.

Çin’deki Sarı Deniz Balıkçılık Araştırma Enstitüsü ve Harbin Teknoloji Enstitüsü liderliğindeki bir ekip, laboratuvarda Thalassiosira pseudonana adı verilen bir diatom türü yetiştirdi. Bu yaygın fitoplankton türünü, nasıl tepki vereceğini görmek için yüksek karbon dioksit ve düşük fosfata maruz bıraktılar.

Gelecekteki okyanus koşullarını yeniden yaratmak

Diatomları 880 gün boyunca, 1000’den fazla nesli kapsayacak şekilde kültürlediler ve bunları dört farklı kurulumda test ettiler. Bunlar, mevcut okyanus koşullarını, düşük fosfatlı bir ortamı, yüksek karbondioksitli bir ortamı ve hem yüksek karbondioksit hem de düşük fosfatlı birleştirilmiş ortamı taklit eden bir kontrol grubuydu.

Ekip, deney boyunca hücreleri izledi; büyüme, gen ifadesi ve iç kimyadaki değişimlerin profilini çıkardı. Herhangi bir değişikliğin kalıtsal mı yoksa sadece geçici stres reaksiyonları mı olduğunu test etmek için, yüksek karbondioksit altında gelişen diatomları 1000 nesil sonra normal karbondioksit seviyelerine geri taşıdılar.

Daha sonra, sonuçlarını yabani plankton örnekleriyle ve doğal kıyı plankton topluluklarıyla yapılan deneylerle karşılaştırarak laboratuvarın ötesine baktılar. Çalışmanın yazarları ayrıca küresel gen ekspresyonu verilerini analiz etti ve 2100 yılına kadar olan küresel değişiklikleri tahmin etmek için Dünya sistemi modellerini kullandı.

Ve değişiklikler karışıktı.

Daha az fosforla daha hızlı büyümek

Karbondioksit seviyeleri yüksek olduğunda diatomlar daha hızlı büyüdü ve normal karbondioksit seviyelerinin altına yerleştirildiklerinde bile daha yüksek fotosentez oranlarını korudular. Bu, değişikliklerin çevrelerine geçici tepkiler olmaktan ziyade kalıtsal hale geldiğini gösteriyor.

Düşük fosforlu koşullar altında, yüksek karbon dioksit seviyelerine maruz bırakılan diatomlar, zamanla karbona kıyasla yaklaşık %26 daha az organik fosfor içeriyordu. Fosfor içeriğindeki bu düşüş, karbondioksit seviyeleri değiştiğinde tersine döndü. Bunun anlamı, dahili fosfor tahsisinin kalıcı olarak sabitlenmek yerine esnek kalmasıdır.

Bunu yönetmek için hücreler yedek fosfor depolarını boşalttı ve fosfor içermeyen membran lipitlerine geçerek daha düşük bir fosfor bütçesiyle büyümeye devam etmelerini sağladı. Bilim adamları, “Sonuç olarak, karbon birikimi giderek fosfor depolamasından ayrılıyor” diye yazdı.

Doğal kıyı plankton toplulukları, özellikle fosfatın az olduğu yerlerde bu laboratuvar sonuçlarını yansıtıyordu. Ancak araştırmacılar, “P metabolizmasındaki OA bağlantılı (okyanus asitlenmesi) değişikliklerin yönünün, taksonlar arasında evrensel olma ihtimalinin düşük olduğunu” belirtti.

Bulgular, okyanuslar daha asidik hale geldikçe fitoplanktonun daha az fosfor kullanarak büyümeye devam edebileceğini ve deniz ekosistemlerindeki besin dengesini potansiyel olarak değiştirebileceğini öne sürüyor. Bu değişikliklerin deniz yaşamı için tam olarak ne anlama geleceği belirsizliğini koruyor.