Körfez Akıntısı ve Lena Nehri sularının, Arktik plankton popülasyonlarını ayıran bariyerler olduğu ortaya çıktı

Deniz hayvanları genellikle akıntılar tarafından taşındıkları için kolayca dağılırlar. Rus bilim insanlarının planktonik pteropod yumuşakçası Limacina helicina'yı örnek alarak yaptıkları yeni bir çalışma, dağılımlarının önünde belirgin olmayan engellerin de olduğunu gösteriyor. Limacina helicina tüm Arktik denizlerinde yaşar, ancak genetik analiz aslında Arktik'in batı ve doğu yarısında ve Beyaz Deniz'de yer alan üç izole popülasyona ayrıldığını göstermiştir. Beyaz Deniz popülasyonu, Körfez Akıntısı'nın ılık sularıyla geri kalanından kesilmiştir ve batı ile doğu popülasyonları arasındaki bariyer Laptev Denizi ve Doğu Sibirya Denizi sınırı boyunca uzanır ve Lena Nehri'nin tatlı suları tarafından oluşturulur. Ayrıca genetik analiz, Limacina helicina'nın Buzul Çağı boyunca çalkantılı tarihini ortaya koymuştur. Bu yumuşakçalar Atlantik ve Pasifik Okyanuslarındaki buzullaşmayı atlatmış ve buzlar eridikçe her iki taraftan da Arktik'e yerleşmişlerdir.

Tek bir hayvan veya bitki türü Dünya'nın tüm yüzeyine yayılmamıştır. Her türün kendine özgü bir yaşam alanı, yani bulunduğu yer vardır. Biyocoğrafya bilimi, hayvanların yaşam alanlarını ve bunları belirleyen faktörleri inceler. Bu faktörlerden biri, hayvanların yerleşmesini engelleyen coğrafi engellerdir. Örneğin, kara hayvanlarının uzak bir adaya veya izole bir kıtaya ulaşması zordur ve balıkların nehirlerle birbirine bağlı olmayan bir gölden diğerine ulaşması zordur. Bu nedenle, türlerinin çoğu başka hiçbir yerde bulunmayan Avustralya veya Baykal Gölü gibi benzersiz faunalar oluşur.

Peki açık okyanusta yerleşimin önünde böyle engeller olabilir mi? Çoğu deniz canlısı, en azından larva aşamasında su sütununda yüzebilir ve akıntılar onları çok uzaklara taşıyabilir. Bu nedenle, okyanusta hayvanlar genellikle kendileri için uygun olan tüm iklim kuşağında yaşarlar. Örneğin, Asterias rubens deniz yıldızı, Atlas Okyanusu kıyılarında ve Karadeniz'den Beyaz Deniz'e ve Florida'dan Grönland'a kadar uzanan denizlerde yaşar. Ancak, Rusya Bilimler Akademisi Oşinoloji Enstitüsü ve Moskova Devlet Üniversitesi'nden bilim insanlarının yeni ortak çalışmasında gösterildiği gibi, denizde iyi yüzen hayvanlar için bile görünmez engeller olabilir.

Makalemizin kahramanı pteropod yumuşakça Limacina helicina . Bu küçük (10 milimetreye kadar) koyu mor yaratık, iki kanat benzeri yüzgecini çırparak yüzer. Bu yüzgeçler, yumuşakçaların standart hareket organı olan bacağın bir modifikasyonudur. Kanat yüzgeçlerini çırpması nedeniyle Limacina'ya "deniz kelebeği", koyu rengi nedeniyle ise "deniz şeytanı" adı verilmiştir. Limacina, suyu filtreleyerek beslenmesinin temelini oluşturan mikroalgleri toplar. Sıcaklığı 5 santigrat dereceyi geçmeyen soğuk suları tercih eder ve Arktik buzullarının kıyısındaki buzlu suda kendini en iyi hisseder. Tüm Arktik denizlerinde ve Pasifik Okyanusu'nun kuzey kesiminde (Ohotsk Denizi, Bering Denizi, Alaska Körfezi ) yaşar. Limacina muazzam sayılara ulaşabilir ve küçük balıklardan balinalara kadar çok çeşitli hayvanların beslenmesinin önemli bir parçasıdır. Limacina kabukları, konaklarının ölümünden sonra okyanus tabanına batar ve karbonat formunda bağlı olan karbondioksiti de beraberinde götürür, bu nedenle limacinalar okyanus tarafından karbondioksitin emilmesinde önemli bir rol oynar.

Tartışılan çalışma, Franz Josef Toprakları'ndan Doğu Sibirya Denizi'ne kadar Arktik'in Rus sektöründen toplanan limasinlerin genetik analizini içeriyordu. Ek olarak, Spitsbergen, Alaska ve Pasifik Okyanusu kıyılarındaki limasinler hakkında farklı ülkelerden meslektaşların verileri kullanıldı. 834 kişiden alınan COI gen dizilerinin karşılaştırılması, Arktik'te bir değil, üç genetik olarak izole edilmiş limasin popülasyonu olduğunu gösterdi. Bir popülasyon batı Arktik denizlerinde - Barents, Kara ve Laptev Denizleri'nde yaşar. Bir diğeri daha doğuda, Doğu Sibirya, Çukçi ve Beaufort Denizleri'nde yaşar. Üçüncü popülasyon Beyaz Deniz'de izole edilmiştir. Akıntılar onları Arktik boyunca taşıyabilmesine rağmen, farklı popülasyonlardan gelen limasinler neden karışmaz? Dağılımlarını hangi engeller sınırlar?

Limacinler su parametreleri, özellikle sıcaklık ve tuzluluk konusunda seçicidir. 4-5 dereceden daha sıcak olmayan, normal okyanus tuzluluğu %3,4 olan soğuk suları tercih ederler ve tuzdan arındırma %2,8'in altına düştüğünde ölürler. Popülasyonlar arasında bariyerler oluşturan sıcaklık ve tuzluluktur. Laptev Denizi, Lena Nehri'nden gelen güçlü bir tatlı su akışından etkilenir. Laptev Denizi'nin üst 20-25 metrelik suyu Lena tarafından %2 tuza ve hatta daha da altına düşürülür. Limacinler bu tür bir tuzdan arındırmadan kaçınır ve tuzluluğun onlar için normal olduğu derinliklere giderler. Ancak Laptev Denizi'ni Doğu Sibirya Denizi'ne bağlayan Sannikov ve Dmitry Laptev Boğazları sığdır: içlerindeki derinlikler 18 metreyi geçmez ve limacinler için aşılmaz olan tuzdan arındırılmış suyla doludur. Ve daha kuzeyde, Lena'dan gelen tatlı suyun bittiği yerde, Laptev Denizi'nin suları, Transarktik Akıntı tarafından buz tabakasının altından kuzeye taşınır ve bu akıntıya kapılan limakinler Çukotka'ya değil, Kanada ve Grönland kıyılarına ulaşır. Daha önce, böyle bir tatlı su bariyeri yalnızca tropikal Atlantik için biliniyordu - Amazon'un ağzından gelen tatlı su akışı, resif balıklarının popülasyonlarını kuzey ve güney olarak ayırır.

İkinci bariyer, Beyaz Deniz'deki limacina popülasyonunu engeller ve bu da suyun özellikleriyle ilgilidir. Ancak bunlar Lena Nehri'nin tatlı suları değil, Körfez Akıntısı'nın ılık sularıdır. Barents Denizi'nin güney kısmı, Körfez Akıntısı nedeniyle limacinalar için çok sıcaktır (6 derecenin üzerinde) ve orada yaşamazlar. Barents Denizi'ndeki limacinalar, yalnızca kuzey yarısında, "kutup cephesi" olarak adlandırılan bölgenin kuzeyinde bulunur - Körfez Akıntısı'nın ılık suları ile soğuk Arktik sularının buluştuğu hat. Bu nedenle, Beyaz Deniz'in limacinasıyla temas edemezler.

Modern Arktik faunasının çalkantılı bir tarihi vardır. Evrimsel açıdan oldukça yakın bir zamanda, 15.000 yıl önce, buzullaşmanın zirvesinde, tüm veya neredeyse tüm Arktik denizleri yıl boyunca buzla kaplıydı, Bering Boğazı kurudu ve Beyaz Deniz dibe kadar donarak deniz olmaktan çıktı. Bugün Arktik'te yaşayan hayvanlar buzullaşmayı daha güneyde bir yerde atlatmış ve daha sonra çekilen buzulları takip ederek kuzeye göç etmiş olmalılar. Bu çalışmada incelenen limacina gibi su sütununun sakinleri, Pasifik ve Atlantik okyanuslarındaki buzullaşmayı atlatmış olabilir. COI gen dizilerinin benzerliğine dayanarak, limacina üç kümeye veya haplogrupa ayrılır: H1, H2 ve H3. H1, Beyaz Deniz hariç neredeyse tüm Arktik'te ve ayrıca Pasifik Okyanusu'nda yaşar. H2, Barents, Kara ve Laptev Denizleriyle sınırlıdır. H3, Beyaz Deniz'de yaşar. Bu haplogruplar arasındaki genetik uzaklıklar, H1 ve H2'nin yaklaşık 32±12 bin yıl önce, yani son buzul çağında ayrıldığını göstermektedir. Muhtemelen, H1 haplogrup bugün bulunduğu Pasifik Okyanusu'nda buzul çağını atlatmış, H2 ise Atlantik'te buzların erimesiyle birlikte Barents, Kara ve Laptev Denizlerine göç etmiştir.

İlginç olan, Beyaz Deniz haplogrubu H3'ün, Atlantik'teki buzullaşmayı atlatan H2'den değil, Pasifik H1'den kaynaklanmasıdır. H1 ve H3'ün ayrılma zamanı 20±10 bin yıl önce olarak tahmin edilmektedir. Beyaz Deniz, Pasifik'ten ziyade Atlantik Okyanusu'na daha yakın olmasına rağmen genetik veriler, Limacines'in Pasifik Okyanusu'ndan Beyaz Deniz'e yerleştiğini göstermektedir. Belki de buzullar çekildiğinde, Sibirya kıyısı boyunca uzanan deniz şeridi önce eridi ve Grönland ile İskandinavya arasında kesintisiz bir buzul kaldı ve bu da deniz hayvanlarının Bering Boğazı'ndan Arktik'e geçmesine ve batıya, Beyaz Deniz'e gitmesine izin verdi. Beyaz Deniz'in Pasifik Okyanusu'ndan yerleştiğine dair izler balıklarda (ringa balığı) ve dip yumuşakçalarında ( Macoma ) daha önce gösterilmişti ve şimdi planktonik türlerin aynı rota boyunca Beyaz Deniz'e yerleştiğini görüyoruz.

Arktika üzerinde "uçan" deniz kelebekleri, kendilerini Beyaz Deniz'de hapsolmuş halde buldular. Bu durum bir yandan benzersiz bir popülasyonun oluşumunu sağlarken, diğer yandan Beyaz Deniz'in izolasyonu, iklim değişikliği ve Atlantik ve Barents Denizi'ndeki artan su sıcaklıklarından büyük ölçüde etkileniyor. Gelecekte bu izolasyon daha da artacak, Beyaz Deniz grubunu Barents Denizi'nin kutup cephesinin kuzeyindeki Arktika'daki benzerlerinden daha da koparacak ve hatta Beyaz Deniz'deki varlıklarını tehdit edebilir. Tıpkı bir cam kavanozda olduğu gibi, deniz şeytanı da Beyaz Deniz'de -kendi mikrokozmosu olan ve küresel ısınmanın artmasıyla yok olabilecek- yaşıyor.

Bu hikâye, engin okyanuslarda bile görünmez sınırların olduğunu gösteriyor. Sıcaklık, tuzluluk ve akıntı bariyerleri, kıtalar kadar aşılmaz olabilir. Akıntılarla taşınan planktonlar, henüz anlamaya başladığımız bariyerlerin arasında okyanus otoyollarında hareket eder.

Kaynak: Galina A. Abyzova, Tatiana V. Neretina, Mikhail A. Nikitin, Anna O. Shapkina, Alexander L. Vereshchaka. Deniz Otoyolları ve Bariyerleri: Sibirya Arktik Sahanlığı Denizlerinde Limacina helicina Filocoğrafyasına İlişkin Bir Vaka Çalışması // Çeşitlilik . 2025. DOI: 10.3390/d17080522.

Mihail Nikitin