İklim değişikliği mikrop topluluklarını nasıl etkiliyor?
İklim değişikliği mikrop topluluklarını nasıl etkiliyor?
Sahra çöl fırtınası Karayip mercanlarını yoruyor...
Mikroorganizmaların (mikroplar), sadece bizi hasta eden küçük yaratıklar olmadığını günlük yaşamlarımızı, çevre ve küresel iklimi nasıl etkilediklerini pandemi ile birlikte hepimiz tecrübe ettik. Besin döngüsünde, biyolojik bozunma, iklim değişikliği, gıda bozulması, hastalıkların nedeni ve kontrolünde ve biyoteknolojide kilit rol oynuyorlar. Onlarla hayat kurtaran ilaçlar yapmak, biyo-yakıt üretmek, kirliliği temizlemek ve yiyecek/içecek üretmek mümkün olduğunu çok uzun zamandır biliyoruz.
İnsanlık, atmosferin bileşenlerini ve gezegenin enerji dengesini değiştiren adımlar atarken mikropları gözden kaçırıyoruz. Mikroplar, sera gazlarının hem kullanıcıları hem de üreticileri olarak önemli bir rol oynuyorlar. Doğal ve insan eliyle üretilen karbondioksit, metan ve nitröz oksit akışlarını mikroplar yönetiyorlar.
İklim değişikliği ve küresel ısınma çok önemli bir konudur ve hepimiz için -büyük bir endişe kaynağıdır. Mikropların iklim değişikliğindeki rolü göz ardı edilemez; karbon ve nitrojen döngülerindeki işlevleri, iklime olumlu ve olumsuz etkileri ile iklim değişikliğinin önemli bir bileşeni haline getirir. Diğer taraftan iklim değişikliği ile karakter değiştiren mikroplar da bize ve çevremize zarar verebilirdi.
İklim değişiklikleri, gezegenimizi farklı şekillerde etkiler: su sıcaklığı, pH veya oksijen içeriğindeki değişimler; çölleşme; toprak erozyonu, rüzgarlardaki değişimlere neden olacaktır. Bu bölgesel değişikliklerin her biri, yerel mikrop topluluklarını dolayısıyla aktivitelerini ve kapasitelerini etkileyecek, önce bölgesel ve ardından küresel iklimi bozacaktır.
Örneğin, derin deniz ortamındaki yerel mikrop topluluklarındaki bir değişiklik, küresel iklim değişikliğinin etkilerini tamponlanamayabilir. Veya dünya çapında taşınan daha fazla kum parçacığıyla sonuçlanan artan çölleşme, yeni ortamlara daha fazla yabancı türü getirebilir.
Mikroplar, bulutlar oluşturabilir, küresel iklimi etkilerler
Mikroplar bulutlarda ve havadaki su damlacıklarında yaşayabilir ve gelişebilir. Hatta bazı bakteri ve mantarlar, özel yüzey proteinleri sayesinde bulutların içinde çökebilirler. ‘’Biyo-çökelme’’ denen bu süreç küresel biyolojik döngünün bir parçasıdır.
Biyo-çökelme, havaya su buharı yayan bitkiler tarafından tetiklenir. Bunlar, bitkilerin bitkilerde hastalık yapan mikroplardan kurtulmasının bir yoludur ve mikroplarla doludur. Hemileia vastratrix ve Pseudomonas syringae gibi havada taşınan bu mikroplar bulut oluşumuna neden olabilir. Bu nedenle, bitkilere ve mikroplara büyümeleri ve gelişmeleri için su sağlayan yağmur yağar. Ayrıca, bazı mikroplar - özellikle bakteriler - dünyaya yayılmak için bunu taşıma mekanizması olarak kullanır.
Ne yazık ki çevremizdeki havada yaşayan tüm mikropları değerlendiremiyoruz . Yine de bazı araştırmalar, bir litre hava içinde bakteri, virüs, arkea ve ökaryotlar da dahil olmak üzere yaklaşık 100 hücrenin yaşadığını tahmin ediyor.
Kum tozlarındaki mikrobiyomlar ekosistemleri değiştirebilir
Havadaki bazı mikroplar da kum parçacıklarına yapışabilir ve kum tozu ve kum fırtınaları bu mikropları başka coğrafyalara ve ekosistemlere taşıyabilir. İlginç bir şekilde, kum parçacıklarına otostop çeken bu mikroplar strese oldukça dirençlidir ve Spor oluşturan Bacillus veya Modestobacter cinsinden bakteriler zorlu çevre koşullarında hayatta kalmaya devam ederler. Buna su ve besin kısıtlamaları, aşırı sıcaklıklar ve UV radyasyon dâhildir.
Kumla taşınan mikroplar, insan sağlığını veya taşındıkları yerel ekosistemi de etkileyebilir. Örneğin, Sahra Çölü'nden gelen toz, Sahra altı Afrika bölgesindeki menenjit salgınlarını tetikleyebilir veya Karayipler'deki mercan resiflerine yük olabilirler.
Derin denizlerdeki mikrobiyomlar küresel su ekosistemlerini etkiler
Derin deniz ortamlarında yaşayan mikroplar en önemli ve geniş biyolojik bileşenleri temsil ederler. Küresel jeokimyasal besin döngüsündeki rolleri çok büyüktür. Derin deniz sedimanlarında en bol bulunan mikroorganizmalar Alveolata, Euglenozoa, Heterokonta ve Rhizaria gruplarına aittir. Derin deniz seviyelerindeki mikrop toplulukları karmaşık ve bilgimiz yetersiz olsa da, artan su derinliğiyle birlikte artan arkeolojik bolluk daha karmaşık biyolojik faaliyetler olacağını düşündürmektedir.
Derin deniz suyu ortamında virüsler de oldukça fazladır. Virüsler, özellikle oksijeni tükenmiş ekosistemlerde bakterileri veya tek hücreli ökaryotları enfekte (hasta) edebilir. Tüm bu mikroplar arasındaki etkileşimler, ( virüs-konakçı–bakteri) mikrop topluluklarını şekillendirir.
Buzullara hapsolmuş mikroplar, serbest kalırsa yeni salgınlara neden olabilir.
Buzullar, iklim değişikliği nedeniyle hızlı bir değişim geçiriyor. Bu etki kıyı buzullarında önemli gözükse de aslında iç buzullarda daha fazladır. Himalaya dağları ile Taklamakan Çölü arasında sıkışmış yüksek rakımlı bir bölge olan Tibet Platosu buzullarında yaşayan 900'den fazla daha önce hiç görülmemiş mikrop türü ortaya çıkarıldı. Çoğunlukla bakteri ama algler, arkealar ve mantarlar da var. Ama şaşırtıcı olan bu türlerin yaklaşık %98'i bilim için tamamen yeni.
Mikropların genomlarının analizi, iklim değişikliğinin neden olduğu hızlı erime onları buz hapishanelerinden kurtarır ve çevreye salınırlarsa yerel salgınlara ve hatta salgın hastalıklara yol açabilirler. Kanıtlar, yeni keşfedilen bazı bakterilerin insanlar ve diğer organizmalar için çok tehlikeli olabileceğini gösteriyor. Ayrıca iç kesimlerdeki buzullar erimeye devam ederse, sulara giderek daha fazla miktarda tortu sürüklenecektir. Bu sürecin sonucu, fiyortların su bileşimindeki değişiklikler olacaktır. Bu durum, kıyıların mikrobiyal popülasyonlarını değiştirilebilir. Deniz ekosisteminde de ciddi sorunlar doğurabilir.
Bölgesel her sorun bir gün küresel hal alacaktır. Bu nedenle, gezegenimizi korumak için yerel düşünmemiz gerekir. Yerel ortamınızdaki mikrop topluluklarıyla ilgilenmek, gezegeni iklim değişikliğinin küresel etkisinden korumaya yardımcı olur.
Mikrop kaynaklı kelebek etkisini önlemek için hemen harekete geçmemiz gerekiyor.
Dr. Tutku TAŞKINOĞLU
Kaynaklar:
https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0182869
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/gcb.12447
https://academic.oup.com/gbe/article/10/8/1970/5046809?login=false
https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rsif.2012.0814
https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1029/2000GL011599
https://academic.oup.com/femsle/article/364/23/fnx214/4553516
https://www.nature.com/articles/s41587-022-01367-2.epdf?sharing_token=dyBKDhV3FSex9GNhJAsenNRgN0jAjWel9jnR3ZoTv0OxwO5yPi7dxoSLuCpMwFpwJGee6I8Rhb6YKTYPlzehdU1If7FHnlyoIpMjGpap6eOernmzMFACh9JEr8FLoDePXZ5pUFqBQep6Pqak4clBl1-xfZjiOn4nY1BFkFnDlguUAij8Y29O_H8b8gA9m4m8-qts_9FCkFVuUyg-XuJG3kC0w5SUVX4UcJkF9kjT7IA%3D&tracking_referrer=www.livescience.com