Tropiklerden Arktik'e bir sıçrama
Dört yıl önce, doktora röportajı sırasında neden tropikal araştırmalardan Arktik ekosistemlerine geçmek istediğimi sordum. Panama'daki dört aylık heyecan verici saha çalışmasından yeni döndükten sonra, bunu kendimi gerçekten anlamamıştım. Yakında olabilecek amirlerime, araştırma bazı büyük ölçekli ekolojik bulmacaya hitap ettiği sürece tropik bölgelerde mi yoksa Kuzey Kutbu'nda mı çalışmamın benim için önemli olmadığını söyledim. Bu cevap – ya da belki de röportajda başka bir şey – yeterince ikna edicidir, çünkü çok geçmeden, kendimi Grönland'ı çevreleyen buzlu denizlerde yaşayan deniz memelileri dünyasına dalış buldum. Geçiş gerçekten bakış açıma meydan okudu.
O zamana kadar, son birkaç yıldaki çevresel değişikliklerin Panama Kanalı'ndaki potansiyel olarak istilacı balık türlerinin dağılımını nasıl etkilediğine odaklandım. Şimdi, deniz memelilerinin binlerce yıl boyunca iklimsel vardiyalara nasıl tepki verdiğini araştırmaya başladım – tamamen farklı bir zamansal ölçek ve ekolojik değişim hakkında yepyeni bir düşünme şekli.
Kuzey Kutbu'ndaki deniz memelilerinin tarihinin kilidini açmak için yeni bir yaklaşım
Deniz memelileri dünyası, özellikle küresel ısınmanın deniz buzunda ciddi azalmalara neden olduğu Kuzey Kutbu'nda değişiyor. Mevsimsel deniz buzu, Arktik deniz ekosistemlerinin temel bir bileşenidir ve belki de şaşırtıcı bir şekilde, Arktik gıda ağının tabanını oluşturan birçok organizma için üretken bir yaşam alanı sürdürür. Bowhead balinaları ve halkalı mühürler gibi bir dizi deniz memeli türü, bu deniz buzu ortamlarına evrimsel olarak uyarlanmıştır. Birkaç çalışma dağılımlarında ve bolluklarında son değişiklikleri izlerken, türlerin geçmişte çevresel değişikliklere nasıl tepki verdiğini göstermezler, bu da organizmaların daha uzun zaman çizelgeleri üzerinde adapte olup olmadığını ve nasıl adapte olabileceğini anlamak istiyorsak çok önemlidir.
Şimdiye kadar, bu tür içgörüler, özellikle Grönland'da nadir olan fosil kalıntılarına güvenmiştir. Sedimanter antik DNA'nın geçmiş karasal ekosistemlerin yeniden yapılandırılmasında yararlı olduğu kanıtlanmıştır ve burada aynı yaklaşımı deniz tortu çekirdeklerine uyguluyoruz. Bu, deniz memelilerinin geçmiş çevresel değişimlere nasıl tepki verdiğini ortaya çıkarmamızı ve sonuçta devam eden küresel ısınmaya olan esneklik anlayışımızı geliştirmemizi sağlar.
Deniz tortularında arşivlenen genetik izler
Bu projede, deniz tortularından antik DNA'yı analiz etmeye başladık. Alan hakkında eski DNA'ya aşina olmayan birine söylediğinizde, genellikle binlerce yıllık kemiklerden ve dişlerden yararlı genetik bilgilerin çıkarılmasının bile mümkün olduğuna şaşırırlar. Ancak sedimanlardan antik DNA'yı analiz etmek tamamen farklı bir hikaye. Fosil DNA'sının aksine, birlikte çalıştığımız DNA bir iskeletin parçası değildir – sudaki dibe batan ve tortudaki minerallere bağlanan bireysel moleküllerden oluşur. Hangi türlerin zaman içinde farklı noktalarda bulunduğunu yeniden yapılandırmak için, temel bir varsayımın karşılanması gerekir: tortu katmanları, eski DNA'yı temsil eden daha derin katmanlar ve genç DNA'yı temsil eden daha yeni katmanlar ile batık bir arşiv oluşturur. Şimdiye kadar çok iyi – ama büyük soru kalıyor: Anlamlı ekolojik çıkarımlar yapmak için bireysel deniz memelilerinden yeterince DNA alabilir miyiz?
Eski çamur arayışında
Bunu test etmek için, yerçekimi ve piston çekirdekleri gibi ağır ağırlık metal aletleri ile toplanan her biri altı metreye kadar olan dört deniz tortu çekirdeği araştırdık. Çekirdeklerimiz, sadece İsveç buz kırıcı gibi büyük araştırma gemileri tarafından erişilebilen yeryüzündeki en izole bölgelerden birinden – kuzey Grönland'ın buzlu kıyı şeridi – geldi Odan. Doktora sırasında, on bir farklı ülkeden bir bilim adamı ve mürettebat ekibinin yanı sıra Grönland'a yapılan bir araştırma seferine katılma şansım oldu. Deniz tortu çekirdeklerini inanılmaz derecede güzel manzaralarda toplayarak altı hafta geçirdim – Arktik ekosistemlerinin her çalışmasına ne kadar işin gittiğini takdir etmemi sağlayan gerçekten özel bir deneyim.
Tortu çekirdeklerini başarıyla aldıktan sonra, onları bir metrelik bölümlere kestik, daha sonra dikkatlice analiz için uzmanlaşmış laboratuvarlara geri döndük. Eski DNA laboratuvarları tipik laboratuvarlar değildir; Modern DNA'dan kontaminasyonu önlemek için, özel hava filtreleri ve UV ışıkları ile donatılmıştır ve araştırmacılar, bir suç mahallinde adli ekipler gibi tam koruyucu kıyafetler giyerler.
Kuzey Kutbu'nda deniz memelilerinin geçmişini, bugünü ve geleceğini birbirine bağlama
Dört deniz tortu çekirdeğimizden gelen DNA, son 12.000 yıla kadar uzanan deniz memeli oluşumlarının ayrıntılı bir kaydını sunar. Bu, deniz tortularından ekstrakte edilen DNA kullanarak zaman içinde bireysel deniz memeli türlerinin varlığını belgeleyen ilk çalışmadır. Yaklaşımımız fosillerin korunmasına bağlı olmadığından, deniz memelilerinin Grönland kıyılarında yeni mevcut habitatlara ilk eriştiğinde çok daha hassas bir şekilde yeniden yapılandırılmasına izin verir ve diğer organizma gruplarına da uygulanabilir. Bulgularımız, Holosen Termal Maksimum (~ 10.000-5.500 yıl önce) sırasında okyanus akıntılarındaki ve deniz buzu koşullarındaki değişimlerle birlikte daha sıcak hava sıcaklıklarının, ılıman ve düşük-Arktik türlerin kuzeye genişlemesine yol açtığını göstermektedir. Özellikle, bugün Grönland çevresindeki çeşitli deniz memelileri popülasyonlarında benzer kuzeye doğru değişimler zaten gözlenmiştir.
Kuzey Kutbu hızla ısınmaya devam ettikçe, bu uzun vadeli ekolojik perspektifler, gelecekteki tür yanıtlarını tahmin etmek ve etkili koruma stratejilerini yönlendirmek için gereklidir-özellikle de bu türlerin yerel ve yerli Arktik topluluklarına derin kültürel ve geçim önemi göz önüne alındığında.
Bir yanıt yazın