Derin deniz canlılarının bilim insanlarının hiç beklemediği gizli bir besin kaynağı var

Araştırma, deniz karı olarak bilinen minik batan parçacıkların derin denizlere inerken çözünmüş karbon ve nitrojen saldığını ortaya koydu. Sızan bu besin maddeleri, çevredeki deniz suyunda yaşayan mikroplar için anında bir besin kaynağı haline geliyor.

Derin okyanus basıncı, gizli besin maddelerini ortaya çıkarıyor.

Deniz karı, okyanus boyunca sürüklenen ölü algler, mikroplar ve diğer organik maddelerin minik kümelerinden oluşur. Çalışmaya göre, bu parçacıklar yaklaşık 2 ila 6 kilometre derinliğe ulaştığında, muazzam hidrostatik basınç çözünmüş organik maddeleri içlerinden dışarı itmeye başlar.

Araştırmanın baş yazarı, Nordcee ve Danimarka Hadal Araştırma Merkezi’nden biyolog ve Doçent Peter Stief, “Basınç neredeyse dev bir meyve sıkacağı gibi davranıyor,” diyor, “Parçacıklardan çözünmüş organik bileşikleri sıkıyor ve mikroplar bunları hemen kullanabiliyor.”

Bulgular , Science Advances dergisinde “Hidrostatik basınç, ‘deniz karı’ parçacıklarından çözünmüş organik maddenin güçlü bir şekilde sızmasına neden olur” başlıklı makalede yayınlandı.

Araştırmacılar, batan deniz karının, derin okyanustaki inişi sırasında orijinal karbonunun %50’sine kadarını ve orijinal azotunun %58 ila %63’ünü kaybedebileceğini tahmin ediyor.

Bu keşif, karbon döngüsüne dair anlayışımızı yeniden şekillendirebilir.

Bu sonuçlar, Dünya’nın karbon döngüsü açısından da önemli sonuçlar doğurmaktadır.

Bilim insanları uzun zamandır deniz karının taşıdığı karbonun büyük bir kısmının sonunda okyanusun derin tortullarında gömüldüğünü varsayıyorlardı. Bununla birlikte, parçacıklar deniz tabanına ulaşmadan önce büyük miktarda karbon sızarsa, tortullarda kalıcı olarak depolanan karbon miktarı daha önce inanıldığından daha az olabilir.

Bunun yerine, çözünmüş karbonun büyük bir kısmı derin okyanus sularında asılı kalır ve yüzlerce hatta binlerce yıl boyunca orada kaldıktan sonra kademeli olarak yüzey okyanusuna ve nihayetinde atmosfere geri döner. Buna karşılık, deniz tabanı tortullarına gömülen karbon, milyonlarca yıl boyunca kilitli kalabilir ve çok uzun zaman dilimleri boyunca birikebilir. Bugün çıkarılan petrol ve doğal gazın büyük bir kısmı bu uzun vadeli gömülme süreciyle oluşmuştur.

Peter Stief, “Bu süreç okyanusun ne kadar karbon depolayabileceğini ve ne kadar süreyle depolayabileceğini etkiliyor,” diyor ve ekliyor: “İklim süreçlerini anlamak ve gelecekteki modelleri geliştirmek için önemlidir.”

Bu süreci incelemek için araştırmacılar, okyanusta batarken doğal olarak bir araya kümelenen mikroskobik algler olan diyatomları kullanarak laboratuvarda deniz karını yeniden oluşturdular.

Ekip, bu yapay parçacıkları, deniz karının çökelmesine izin vermek yerine askıda kalmasını sağlayan özel olarak tasarlanmış döner basınç tanklarının içine yerleştirdi. Bu düzenek, araştırmacıların derin okyanusta bulunanlara benzer koşullar altında ne kadar karbon ve azotun kaçtığını ölçmelerini sağladı.

Yaptıkları deneyler, bir parçacığın karbon içeriğinin yarısına kadarının batarken dışarı sızdığını gösterdi. Salınan malzemenin çoğu, serbest yaşayan derin okyanus mikroplarının kolayca tüketebileceği proteinler ve karbonhidratlardan oluşuyordu.

Mikroorganizmalar neredeyse anında tepki veriyor.

Sızan besin maddeleri, mikrobiyal büyümeyi hızla tetikledi.

Sadece iki gün içinde bakteri sayısı 30 kat arttı, solunum oranları ise önemli ölçüde yükseldi. Bu sonuçlar, deniz karından salınan çözünmüş organik maddenin, büyük derinliklerde yaşayan mikroplar için hızlı ve değerli bir enerji kaynağı sağladığını göstermektedir.

Araştırmacılar ayrıca, aynı sızıntı modelinin birden fazla diyatom türünde de gözlemlendiğini ve bu mekanizmanın muhtemelen dünya okyanuslarında yaygın olduğunu öne sürdüler.

Sonraki durak: Kuzey Kutbu Okyanusu

Araştırmanın bir sonraki aşaması laboratuvardan açık denize taşınacak.

Ekip, Alman araştırma gemisi Polarstern ile Arktik’e yapılacak gelecekteki bir keşif gezisi sırasında hem yüzey hem de derin sularda bu sürecin moleküler izlerini aramayı planlıyor . Doğada bu izlerin tespit edilmesi, laboratuvarda gözlemlenen basınca bağlı sızıntının derin okyanusun tamamında meydana geldiğini doğrulamaya yardımcı olacaktır.

“Hidrostatik basınç, ‘deniz karı’ parçacıklarından çözünmüş organik maddenin güçlü bir şekilde sızmasına neden olur” başlıklı çalışma, Peter Stief, Jutta Niggemann, Margot Bligh, Hagen Buck-Wiese, Urban Wünsch, Michael Steinke, Jan-Hendrik Hehemann ve Ronnie N. Glud tarafından kaleme alınmıştır.

Bu araştırma, Danimarka Ulusal Araştırma Vakfı, Avrupa Birliği’nin Horizon 2020 Araştırma ve Yenilik programı ve Danimarka Bağımsız Araştırma Fonu tarafından desteklenmiştir.