Sualtı mimarları: foraminiferlerin deniz ortamları üzerindeki ‘kazma etkisi’

Dr. Dewey Langlet, bilim insanı Evrim birimi, hücre biyolojisi ve simbiyoz Okinawa Bilim ve Teknoloji Enstitüsü’nde (OIST), kalsiyum karbonattan yapılmış kabuklara sahip tek hücreli organizmalar olan foraminiferler üzerinde çalışıyor. Kendisi ve meslektaşları ilk kez deniz ekosistemlerinde tek hücreli organizmaların yuvalanmasının deniz çökeltilerindeki oksijen dağılımını ve bakteri çeşitliliğini etkilediğini gösterdi. Bulguları dergide yayınlandı Biyojeoloji.

Foraminiferler çoğunlukla yaklaşık 550 milyon yıldır var olan deniz organizmalarıdır ve öldüklerinde kabukları okyanus tabanında birikerek okyanus çökeltilerinin bir parçası haline gelir.

Her ne kadar mikroskobik organizmalar olsalar da (çapları 63 ila 500 mikrometre arasında değişmektedir), her türün benzersiz bir şekli olduğundan, diğer tek hücreli organizmalarla karşılaştırıldığında hala “büyük”türler. Haliçlerden derin denizlere kadar tüm deniz çökeltilerinde yaşarlar ve bol miktarda bulunurlar.

Kabukları fosilleşebildiği için jeologlar onları uzun süredir inceliyor ancak biyolojileri hakkında pek bir şey bilmiyoruz. Dr. Langlais bunların çökeltilerde nasıl hareket ettiğini ve bunun tüm deniz tabanı ekosistemini nasıl etkilediğini anlamaya çalışıyor.

Biyotürbasyon, organizmalar çökeltinin içinde hareket ederek ve oyuklar oluşturarak çökelti parçacıklarının karışmasını etkileyerek çökeltiyi rahatsız ettiğinde meydana gelir. Bu, parçacık boyutunu etkiler, çökelti boyunca suyu düzenler ve çökeltinin kimyasal bileşimini değiştirir.

Genellikle “toprak işleme” olarak adlandırılan biyolojik etkenler, besin mevcudiyetinin belirlenmesinde ve birçok türe yiyecek ve barınak sağlanmasında önemli bir rol oynar. Ayrıca, topluca “ekosistem hizmetleri” olarak bilinen ve biz insanların büyük ölçüde yararlandığı birçok doğal süreç ve çıktıya da önemli ölçüde katkıda bulunurlar.

“Normalde deniz çökeltilerinin yüzeyinde oksijen, çökelti içinde yaşayan organizmalar tarafından tüketilir ve derinlere inildikçe oksijen giderek azalır. ‘Foraminiferler hareket ederken çökeltideki oksijen dağılımını etkiler mi, yoksa çökeltilerdeki oksijen dağılımını etkiler mi?’ sorusunu sorduk. ne zaman ‘yuva açıyorlar?’ dedi Dr. Langlais.

“Uzun zamandır çökeltilerin oksijenini ve kimyasını etkiledikleri varsayılmıştı, ancak bu hiçbir zaman kanıtlanamadı çünkü çok küçükler ve etkilerinin tespit edilmesi zor.” Önceki çalışmalar, solucanlar gibi büyük çok hücreli organizmaların yuvalar oluşturarak çökeltilere oksijen nüfuzunu artırdığını göstermişti ancak bu, foraminiferler gibi tek hücreli organizmalar için hiçbir zaman kanıtlanmadı.

Foraminiferler yuvalar oluşturarak tüm ekosistemlerini küçük ölçekte tasarlar ve normalde oksijenin bulunmadığı çökeltilerin daha derinlerinde yaşamalarına olanak tanır. Bilim adamları, kazarak yalnızca oksijeni değil, organik maddeyi, bakteri çeşitliliğini ve sonuçta tortuda bulunan yiyecek miktarını da etkilediklerini açıklıyor.

Deney için yeterli foraminifer bulmak zor bir işti. “Büyük bir akvaryum için, çok sayıda foraminifer üzerinde çalışmamız gerekiyor ve kaç tane olduğunu bulmak için onları izole etmek uzun zaman alıyor, bu nedenle küçük miktarlarda tortularla çalışmamız gerekiyor. Her şey minyatürleştirmeyle, onlarla çalışmakla ilgili. küçük sistemler.” Langlet açıkladı.

Bu organizmaların çevreleri üzerindeki etkisi, çok küçük boyutları nedeniyle nispeten küçüktür; bu nedenle, bilim adamlarının, çökeltilerdeki oksijen dağılımını doğru bir şekilde ölçmek için mikrosensör adı verilen çok hassas cihazlara ihtiyacı vardı.

Dr. Langlais, OIST’teki laboratuvarında her biri yaklaşık 1 cm genişliğinde küçük tortu örnekleriyle çalıştı ve bunları suyla dolu bir tanka yerleştirdi. Bu örneklere foraminiferler ekledi ve birkaç günde bir, farklı derinliklerde oksijen seviyelerinin nasıl değiştiğini ölçtü. Foraminiferlerin yuvaları aracılığıyla oksijenin tortunun daha derinlerine nüfuz etmesine izin vererek oksijen miktarını yüzde 15 ila 20 oranında artırdığını buldu. Bu, organik maddede bir azalmaya neden olur, bu da bakteri bolluğunda bir azalmaya neden olur, bu da sonuçta oksijenin sudan tortuya doğru hareketini azaltır.

Langlais’in gelecekteki araştırması, foraminiferler ile benzer büyüklükteki diğer organizmaların yanı sıra solucanlar gibi daha büyük hayvanlar arasındaki etkileşimleri araştıracak. “Foraminiferler solucanlar tarafından oluşturulan bu yuvalarla etkileşime giriyor mu? Onların varlığı bu yuvaların etkilerini artırabilir mi?” Diye sordu. Bu sorular gelecekteki araştırmalarına yol gösterecektir.