Idealist
New member
FİKOLOJİ NEDİR, NEYİ İNCELER? SU YOSUNLARININ DOĞADAKİ GİZLİ ROLÜ
Fikoloji kelimesini ilk kez duyanların aklına genellikle deniz yosunları, kayalıkların üzerindeki yeşil tabakalar veya göletlerde görülen kaygan bitkiler gelir. Oysa bu alan, yalnızca suda yaşayan canlıları tanımaktan çok daha fazlasını kapsıyor. İçtiğimiz suyun kalitesinden atmosferdeki karbon döngüsüne, balıkçılıktan gıda üretimine ve iklim değişikliğiyle mücadeleye kadar uzanan geniş bir araştırma alanından söz ediyoruz. Üstelik fikolojinin konusu olan algler, çoğu zaman gözümüzle göremeyeceğimiz kadar küçük canlılardan devasa deniz yosunlarına kadar uzanıyor.
Bir gölün neden aniden yeşile döndüğünü, bazı deniz ürünlerinin neden belirli dönemlerde tüketilmemesi gerektiğini veya alglerden nasıl biyoyakıt üretilebildiğini merak ettiyseniz fikoloji, bu soruların arkasındaki bilimsel bağlantıları anlamanıza yardımcı olabilir. Gelin, bu alanın neyi incelediğine, günlük hayatımızı nasıl etkilediğine ve gelecekte neden daha fazla önem kazanabileceğine birlikte bakalım.
1. FİKOLOJİ NEDİR?
Fikoloji, diğer adıyla algoloji, algleri inceleyen biyoloji dalıdır. Alglerin yapısını, hücre özelliklerini, çeşitliliğini, üremesini, evrimsel geçmişini, ekolojisini ve insanlarla olan ilişkilerini araştırır. İngilizcede phycology olarak kullanılan terim, Yunancada deniz yosunuyla ilişkilendirilen phykos sözcüğünden gelir.
Burada önemli bir ayrıntı bulunuyor: Algler, geleneksel anlamda tek bir evrimsel canlı grubunu oluşturmaz. Halk arasında hepsine yosun denilse de mikroskobik fitoplanktonlar, tek hücreli fotosentetik organizmalar ve büyük deniz yosunları birbirinden oldukça farklı özellikler taşıyabilir. Örneğin, dev kelpler karmaşık dokulara benzeyen yapılar geliştirmişken bazı algler tek bir hücreden oluşur.
Fikoloji, bu canlıları yalnızca sınıflandırmakla yetinmez. Şu sorulara da yanıt arar:
- Algler hangi koşullarda daha hızlı çoğalır?
- Su sıcaklığı, ışık miktarı ve besin tuzları alg topluluklarını nasıl değiştirir?
- Hangi türler insanlara ve diğer canlılara fayda sağlar, hangileri toksin üretebilir?
- Algler su kalitesinin ve çevresel değişimlerin belirlenmesinde nasıl kullanılabilir?
- Alglerden gıda, ilaç, kozmetik veya endüstriyel ham madde üretmek mümkün müdür?
Bu nedenle fikoloji; botanik, mikrobiyoloji, genetik, ekoloji, biyokimya, çevre mühendisliği ve iklim bilimiyle yakından ilişkilidir.
Örneğin bir araştırmacı gölde çoğalan alglerin türünü belirlemek için mikroskopi ve DNA analizlerinden yararlanabilir. Aynı araştırmanın çevresel boyutunda suyun sıcaklığı, fosfor miktarı ve çözünmüş oksijen düzeyi ölçülebilir. Böylece yalnızca hangi canlının bulunduğu değil, neden çoğaldığı ve ekosistemi nasıl etkilediği de anlaşılabilir.
2. ALG NEDİR? HER YOSUN AYNI ÖZELLİKLERİ Mİ TAŞIR?
Algleri doğru anlamanın ilk adımı, bunların tamamını tek tip canlılar olarak görmemektir. Bazı algler çıplak gözle görülebilirken bazıları ancak mikroskop altında incelenebilir. Tatlı sularda, denizlerde, nemli topraklarda ve başka organizmaların üzerinde yaşayabilen farklı grupları vardır.
Fitoplankton adı verilen mikroskobik organizmalar, su içerisinde yaşayan ve akıntılarla taşınabilen canlı topluluklarının önemli bir bölümünü oluşturur. Fotosentez yapan fitoplanktonlar ışık enerjisini kullanarak organik madde üretir. Bu sırada oksijen açığa çıkarabilir ve besin zincirinin temelini oluşturabilirler.
Makroalgler ise gözle görülebilen büyük alglerdir. Deniz marulu (Ulva türleri) ve kelpler bu gruba örnek verilebilir. Bazıları kıyılarda geniş yaşam alanları oluşturur, bazılarıysa insanlar tarafından doğrudan besin olarak tüketilir.
Bir de siyanobakteriler bulunur. Bunlar tarihsel olarak mavi-yeşil algler adıyla anılmış olsa da gerçek anlamda alg değil, fotosentez yapabilen bakterilerdir. Yine de su ekolojisinde ve alg patlamalarının incelenmesinde önemli yer tutarlar.
Bu ayrım yalnızca akademik bir ayrıntı değildir. Bir su örneğinde hangi organizmanın bulunduğunu doğru belirlemek; toksin riskini değerlendirmek, ekolojik etkileri anlamak ve uygun önlemleri seçmek açısından önemlidir.
Örneğin, su yüzeyindeki yeşil renk her zaman tehlikeli bir siyanobakteri çoğalması anlamına gelmez. Benzer şekilde, suyun berrak görünmesi de zararlı organizmaların veya toksinlerin bulunmadığını kesin olarak göstermez. Görünüşe dayalı değerlendirme yerine bilimsel analiz yapılması bu yüzden gereklidir.
3. FİKOLOJİ NEDEN ÖNEMLİDİR? OKSİJEN ÜRETİMİ VE KARBON DÖNGÜSÜ
Fikolojinin en dikkat çekici konularından biri, alglerin küresel ekosistemdeki rolüdür. Özellikle denizlerde yaşayan fitoplanktonlar, fotosentez yoluyla organik madde üretir ve oksijen açığa çıkarır. Aynı zamanda atmosferdeki karbondioksitin biyolojik döngülere katılmasına yardımcı olurlar.
NASA'nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi tarafından yayımlanan bilgilere göre fitoplanktonlar, küresel ölçekte gerçekleşen birincil üretimin yaklaşık yüzde 45'ini gerçekleştirir. Buradaki birincil üretim, fotosentez yoluyla karbondioksit ve diğer inorganik maddelerden yeni organik madde oluşturulmasıdır. Yüzde 45'lik oran, Dünya'da fotosentezle üretilen toplam organik maddenin yaklaşık yarısına yakın bir bölümünün bu mikroskobik organizmaların katkısıyla ortaya çıktığını gösterir. Bu oran, atmosferdeki oksijenin yüzde 45'ini tek başlarına ürettikleri anlamına gelmez. Bunlar farklı ölçümlerdir. NASA, NASA Wants to Identify Phytoplankton Species from Space. Here's Why kaynağı bu ayrımı anlamak açısından yararlıdır.
NASA'nın başka bir bilgilendirmesinde, atmosferdeki oksijenin en az yüzde 50'sinin fitoplanktonların katkısıyla üretildiğine ilişkin bilimsel tahminlere de yer verilir. Ancak bu rakamı yorumlarken iki şeyi ayırmak gerekir: Fotosentez sırasında üretilen oksijen ile bugün atmosferde birikmiş oksijenin miktarı aynı değildir. Oksijenin bir bölümü solunum, ayrışma ve kimyasal tepkimeler sırasında yeniden tüketilir. Dolayısıyla bu oranlar, belirli bir anda soluduğumuz oksijenin tam olarak hangi kaynaktan geldiğini göstermez. NASA Earth Observatory, Oxygen Factories in the Southern Ocean.
Bu veriler bize önemli bir gerçeği hatırlatıyor: Gözle görülmeyen canlıların gezegen üzerindeki etkisi, boyutlarıyla orantılı değildir.
Bir deniz ekosisteminde fitoplanktonlar zooplanktonlara besin sağlar. Zooplanktonlar küçük balıklar tarafından tüketilir; küçük balıklar da daha büyük balıkların, deniz kuşlarının ve bazı deniz memelilerinin besin zincirine katılır. Dolayısıyla fitoplankton topluluklarında meydana gelen değişimler balık stoklarını ve balıkçılıkla geçinen insanların gelirlerini etkileyebilir.
Karbon döngüsü açısından da durum benzerdir. Fotosentezle alınan karbonun bir kısmı besin zincirine aktarılır, bir kısmı solunum ve ayrışmayla yeniden suya veya atmosfere döner. Bazı organik karbonlar derin okyanusa taşınarak daha uzun süreli depolanabilir. Ancak bütün alglerin atmosferden aldıkları karbonu kalıcı olarak depoladığı düşünülmemelidir. Sonucun ne olacağı türlere, çevresel koşullara ve karbonun nereye taşındığına bağlıdır.
Bence fikolojinin en çarpıcı yönlerinden biri burada ortaya çıkıyor: Bir canlının çevreye katkısını yalnızca ne kadar karbon aldığına veya ne kadar oksijen ürettiğine bakarak değerlendiremeyiz. O canlının ekosistemdeki diğer ilişkilerini de anlamamız gerekir.
4. ALG PATLAMALARI: DOĞAL BİR OLAY NE ZAMAN TEHLİKEYE DÖNÜŞÜR?
Göllerin, barajların veya deniz kıyılarının bir anda yeşil, kahverengi ya da kırmızı görünmesi alg patlamalarıyla ilişkili olabilir. Alg patlaması, belirli organizmaların uygun koşullarda kısa sürede büyük miktarlarda çoğalmasıdır. İngilizcede algal bloom olarak adlandırılır.
Burada önemli olan, her alg patlamasının zararlı olmadığıdır. NOAA'nın Ulusal Okyanus Servisi, alglerin büyük çoğunluğunun yararlı olduğunu ve yalnızca bazı türlerin toksin ürettiğini veya başka yollarla zarar verdiğini belirtir. Zararlı alg patlamaları, İngilizcede harmful algal blooms ifadesinin kısaltması olan HABs adıyla anılır. NOAA, Are All Algal Blooms Harmful?.
Peki bu patlamalar neden gerçekleşir?
En önemli etkenlerden biri, suya normalden fazla azot ve fosfor ulaşmasıdır. Bu maddeler bitkilerin ve alglerin büyümesi için gerekli besinlerdir. Ancak tarımsal gübreler, kanalizasyon kaynaklı kirlilik, hayvansal atıklar ve kentsel yüzey akışıyla suya aşırı miktarda taşındıklarında alglerin kontrolsüz çoğalmasını kolaylaştırabilirler.
Bu süreç, ötrofikasyon olarak bilinir. Ötrofikasyon yalnızca suyun renginin değişmesi değildir. Algler öldüğünde bunları ayrıştıran mikroorganizmalar oksijen tüketir. Oksijen miktarı ciddi biçimde azalırsa balıklar ve diğer su canlıları yaşayamayabilir.
NOAA, besin kirliliğinin alglerin aşırı büyümesine yol açabileceğini ve bu sürecin sudaki çözünmüş oksijen miktarını azaltabileceğini açıklamaktadır. NOAA, What Is Nutrient Pollution?.
Gerçek dünyadan somut bir örnek olarak ABD'deki Erie Gölü'nü ele alabiliriz. Gölün özellikle batı kesiminde görülen siyanobakteri patlamaları, tarım alanlarından ve akarsu havzalarından taşınan fosfor gibi besin maddeleriyle ilişkilendirilir. Bu örnek, geniş bir su kütlesinin bile çevresindeki arazi kullanımından etkilenebileceğini gösterir. NOAA, Erie Gölü'ndeki patlamaları zararlı alg olaylarının izlenmesi ve tahmini bağlamında ele almaktadır. NOAA, Why Do Harmful Algal Blooms Occur?.
Fikoloji kelimesini ilk kez duyanların aklına genellikle deniz yosunları, kayalıkların üzerindeki yeşil tabakalar veya göletlerde görülen kaygan bitkiler gelir. Oysa bu alan, yalnızca suda yaşayan canlıları tanımaktan çok daha fazlasını kapsıyor. İçtiğimiz suyun kalitesinden atmosferdeki karbon döngüsüne, balıkçılıktan gıda üretimine ve iklim değişikliğiyle mücadeleye kadar uzanan geniş bir araştırma alanından söz ediyoruz. Üstelik fikolojinin konusu olan algler, çoğu zaman gözümüzle göremeyeceğimiz kadar küçük canlılardan devasa deniz yosunlarına kadar uzanıyor.
Bir gölün neden aniden yeşile döndüğünü, bazı deniz ürünlerinin neden belirli dönemlerde tüketilmemesi gerektiğini veya alglerden nasıl biyoyakıt üretilebildiğini merak ettiyseniz fikoloji, bu soruların arkasındaki bilimsel bağlantıları anlamanıza yardımcı olabilir. Gelin, bu alanın neyi incelediğine, günlük hayatımızı nasıl etkilediğine ve gelecekte neden daha fazla önem kazanabileceğine birlikte bakalım.
1. FİKOLOJİ NEDİR?
Fikoloji, diğer adıyla algoloji, algleri inceleyen biyoloji dalıdır. Alglerin yapısını, hücre özelliklerini, çeşitliliğini, üremesini, evrimsel geçmişini, ekolojisini ve insanlarla olan ilişkilerini araştırır. İngilizcede phycology olarak kullanılan terim, Yunancada deniz yosunuyla ilişkilendirilen phykos sözcüğünden gelir.
Burada önemli bir ayrıntı bulunuyor: Algler, geleneksel anlamda tek bir evrimsel canlı grubunu oluşturmaz. Halk arasında hepsine yosun denilse de mikroskobik fitoplanktonlar, tek hücreli fotosentetik organizmalar ve büyük deniz yosunları birbirinden oldukça farklı özellikler taşıyabilir. Örneğin, dev kelpler karmaşık dokulara benzeyen yapılar geliştirmişken bazı algler tek bir hücreden oluşur.
Fikoloji, bu canlıları yalnızca sınıflandırmakla yetinmez. Şu sorulara da yanıt arar:
- Algler hangi koşullarda daha hızlı çoğalır?
- Su sıcaklığı, ışık miktarı ve besin tuzları alg topluluklarını nasıl değiştirir?
- Hangi türler insanlara ve diğer canlılara fayda sağlar, hangileri toksin üretebilir?
- Algler su kalitesinin ve çevresel değişimlerin belirlenmesinde nasıl kullanılabilir?
- Alglerden gıda, ilaç, kozmetik veya endüstriyel ham madde üretmek mümkün müdür?
Bu nedenle fikoloji; botanik, mikrobiyoloji, genetik, ekoloji, biyokimya, çevre mühendisliği ve iklim bilimiyle yakından ilişkilidir.
Örneğin bir araştırmacı gölde çoğalan alglerin türünü belirlemek için mikroskopi ve DNA analizlerinden yararlanabilir. Aynı araştırmanın çevresel boyutunda suyun sıcaklığı, fosfor miktarı ve çözünmüş oksijen düzeyi ölçülebilir. Böylece yalnızca hangi canlının bulunduğu değil, neden çoğaldığı ve ekosistemi nasıl etkilediği de anlaşılabilir.
2. ALG NEDİR? HER YOSUN AYNI ÖZELLİKLERİ Mİ TAŞIR?
Algleri doğru anlamanın ilk adımı, bunların tamamını tek tip canlılar olarak görmemektir. Bazı algler çıplak gözle görülebilirken bazıları ancak mikroskop altında incelenebilir. Tatlı sularda, denizlerde, nemli topraklarda ve başka organizmaların üzerinde yaşayabilen farklı grupları vardır.
Fitoplankton adı verilen mikroskobik organizmalar, su içerisinde yaşayan ve akıntılarla taşınabilen canlı topluluklarının önemli bir bölümünü oluşturur. Fotosentez yapan fitoplanktonlar ışık enerjisini kullanarak organik madde üretir. Bu sırada oksijen açığa çıkarabilir ve besin zincirinin temelini oluşturabilirler.
Makroalgler ise gözle görülebilen büyük alglerdir. Deniz marulu (Ulva türleri) ve kelpler bu gruba örnek verilebilir. Bazıları kıyılarda geniş yaşam alanları oluşturur, bazılarıysa insanlar tarafından doğrudan besin olarak tüketilir.
Bir de siyanobakteriler bulunur. Bunlar tarihsel olarak mavi-yeşil algler adıyla anılmış olsa da gerçek anlamda alg değil, fotosentez yapabilen bakterilerdir. Yine de su ekolojisinde ve alg patlamalarının incelenmesinde önemli yer tutarlar.
Bu ayrım yalnızca akademik bir ayrıntı değildir. Bir su örneğinde hangi organizmanın bulunduğunu doğru belirlemek; toksin riskini değerlendirmek, ekolojik etkileri anlamak ve uygun önlemleri seçmek açısından önemlidir.
Örneğin, su yüzeyindeki yeşil renk her zaman tehlikeli bir siyanobakteri çoğalması anlamına gelmez. Benzer şekilde, suyun berrak görünmesi de zararlı organizmaların veya toksinlerin bulunmadığını kesin olarak göstermez. Görünüşe dayalı değerlendirme yerine bilimsel analiz yapılması bu yüzden gereklidir.
3. FİKOLOJİ NEDEN ÖNEMLİDİR? OKSİJEN ÜRETİMİ VE KARBON DÖNGÜSÜ
Fikolojinin en dikkat çekici konularından biri, alglerin küresel ekosistemdeki rolüdür. Özellikle denizlerde yaşayan fitoplanktonlar, fotosentez yoluyla organik madde üretir ve oksijen açığa çıkarır. Aynı zamanda atmosferdeki karbondioksitin biyolojik döngülere katılmasına yardımcı olurlar.
NASA'nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi tarafından yayımlanan bilgilere göre fitoplanktonlar, küresel ölçekte gerçekleşen birincil üretimin yaklaşık yüzde 45'ini gerçekleştirir. Buradaki birincil üretim, fotosentez yoluyla karbondioksit ve diğer inorganik maddelerden yeni organik madde oluşturulmasıdır. Yüzde 45'lik oran, Dünya'da fotosentezle üretilen toplam organik maddenin yaklaşık yarısına yakın bir bölümünün bu mikroskobik organizmaların katkısıyla ortaya çıktığını gösterir. Bu oran, atmosferdeki oksijenin yüzde 45'ini tek başlarına ürettikleri anlamına gelmez. Bunlar farklı ölçümlerdir. NASA, NASA Wants to Identify Phytoplankton Species from Space. Here's Why kaynağı bu ayrımı anlamak açısından yararlıdır.
NASA'nın başka bir bilgilendirmesinde, atmosferdeki oksijenin en az yüzde 50'sinin fitoplanktonların katkısıyla üretildiğine ilişkin bilimsel tahminlere de yer verilir. Ancak bu rakamı yorumlarken iki şeyi ayırmak gerekir: Fotosentez sırasında üretilen oksijen ile bugün atmosferde birikmiş oksijenin miktarı aynı değildir. Oksijenin bir bölümü solunum, ayrışma ve kimyasal tepkimeler sırasında yeniden tüketilir. Dolayısıyla bu oranlar, belirli bir anda soluduğumuz oksijenin tam olarak hangi kaynaktan geldiğini göstermez. NASA Earth Observatory, Oxygen Factories in the Southern Ocean.
Bu veriler bize önemli bir gerçeği hatırlatıyor: Gözle görülmeyen canlıların gezegen üzerindeki etkisi, boyutlarıyla orantılı değildir.
Bir deniz ekosisteminde fitoplanktonlar zooplanktonlara besin sağlar. Zooplanktonlar küçük balıklar tarafından tüketilir; küçük balıklar da daha büyük balıkların, deniz kuşlarının ve bazı deniz memelilerinin besin zincirine katılır. Dolayısıyla fitoplankton topluluklarında meydana gelen değişimler balık stoklarını ve balıkçılıkla geçinen insanların gelirlerini etkileyebilir.
Karbon döngüsü açısından da durum benzerdir. Fotosentezle alınan karbonun bir kısmı besin zincirine aktarılır, bir kısmı solunum ve ayrışmayla yeniden suya veya atmosfere döner. Bazı organik karbonlar derin okyanusa taşınarak daha uzun süreli depolanabilir. Ancak bütün alglerin atmosferden aldıkları karbonu kalıcı olarak depoladığı düşünülmemelidir. Sonucun ne olacağı türlere, çevresel koşullara ve karbonun nereye taşındığına bağlıdır.
Bence fikolojinin en çarpıcı yönlerinden biri burada ortaya çıkıyor: Bir canlının çevreye katkısını yalnızca ne kadar karbon aldığına veya ne kadar oksijen ürettiğine bakarak değerlendiremeyiz. O canlının ekosistemdeki diğer ilişkilerini de anlamamız gerekir.
4. ALG PATLAMALARI: DOĞAL BİR OLAY NE ZAMAN TEHLİKEYE DÖNÜŞÜR?
Göllerin, barajların veya deniz kıyılarının bir anda yeşil, kahverengi ya da kırmızı görünmesi alg patlamalarıyla ilişkili olabilir. Alg patlaması, belirli organizmaların uygun koşullarda kısa sürede büyük miktarlarda çoğalmasıdır. İngilizcede algal bloom olarak adlandırılır.
Burada önemli olan, her alg patlamasının zararlı olmadığıdır. NOAA'nın Ulusal Okyanus Servisi, alglerin büyük çoğunluğunun yararlı olduğunu ve yalnızca bazı türlerin toksin ürettiğini veya başka yollarla zarar verdiğini belirtir. Zararlı alg patlamaları, İngilizcede harmful algal blooms ifadesinin kısaltması olan HABs adıyla anılır. NOAA, Are All Algal Blooms Harmful?.
Peki bu patlamalar neden gerçekleşir?
En önemli etkenlerden biri, suya normalden fazla azot ve fosfor ulaşmasıdır. Bu maddeler bitkilerin ve alglerin büyümesi için gerekli besinlerdir. Ancak tarımsal gübreler, kanalizasyon kaynaklı kirlilik, hayvansal atıklar ve kentsel yüzey akışıyla suya aşırı miktarda taşındıklarında alglerin kontrolsüz çoğalmasını kolaylaştırabilirler.
Bu süreç, ötrofikasyon olarak bilinir. Ötrofikasyon yalnızca suyun renginin değişmesi değildir. Algler öldüğünde bunları ayrıştıran mikroorganizmalar oksijen tüketir. Oksijen miktarı ciddi biçimde azalırsa balıklar ve diğer su canlıları yaşayamayabilir.
NOAA, besin kirliliğinin alglerin aşırı büyümesine yol açabileceğini ve bu sürecin sudaki çözünmüş oksijen miktarını azaltabileceğini açıklamaktadır. NOAA, What Is Nutrient Pollution?.
Gerçek dünyadan somut bir örnek olarak ABD'deki Erie Gölü'nü ele alabiliriz. Gölün özellikle batı kesiminde görülen siyanobakteri patlamaları, tarım alanlarından ve akarsu havzalarından taşınan fosfor gibi besin maddeleriyle ilişkilendirilir. Bu örnek, geniş bir su kütlesinin bile çevresindeki arazi kullanımından etkilenebileceğini gösterir. NOAA, Erie Gölü'ndeki patlamaları zararlı alg olaylarının izlenmesi ve tahmini bağlamında ele almaktadır. NOAA, Why Do Harmful Algal Blooms Occur?.