Bugün öğrendim ki: Romanya'daki mağaraların derinliklerinde, 5 milyon yıldan uzun süredir dış dünyadan kopuk, fotosentez yerine kemosenteze dayanan benzersiz yaşam formlarının yaşadığı izole bir ekosistem bulunuyor.
Romanya'nın Köstence İli'ndeki Movile Mağarası
Movile Mağarası (Rumence: Peștera Movile), 1986 yılında Cristian Lascu tarafından Karadeniz kıyısına birkaç kilometre uzaklıktaki Mangalia, Köstence İli yakınlarında inşaat çalışmaları sırasında keşfedilmiş bir mağaradır.[1] Hidrojen sülfür ve karbondioksit bakımından zengin, ancak oksijen bakımından fakir benzersiz bir yeraltı yeraltı suyu ekosistemiyle dikkat çekicidir. Mağaradaki yaşam son 5,5 milyon yıldır dış dünyadan izole olmuş ve tamamen kemosenteze dayanmaktadır.[1] Aşırı ortamı nedeniyle, Movile Mağarası'na erişim sıkı bir şekilde kontrol edilir ve sınırlı sayıda araştırmacının koşullarını inceleme izni vardır.
Kısmen veya tamamen kemosenteze bağlı yaşamın bulunduğu benzer mağaralar Ein-Nur Mağarası ve Ayalon Mağarası'nda (İsrail), Frasassi Mağaraları'nda (İtalya), Melissotrypa Mağarası'nda (Elassona belediyesi, Yunanistan), Taşan Mağarası'nda (İran), Kafkas Dağları'ndaki Şaro-Argun Vadisi'ndeki mağaralarda, Aşağı Kane Mağarası ve Cesspool Mağarası'nda (Wyoming ve Alleghany County, VA, ABD) ve Villa Luz Mağarası'nda (Meksika) bulunmuştur.[2][3]
Açıklama
[düzenle]
Movile Mağarası, yaklaşık 200 metre (660 fit) uzunluğunda,[kaynak belirtilmeli] kireçtaşında bir patika ağıdır[şüpheli – tartışın] ve bazı bölümleri hidrotermal sularla kısmen veya tamamen su altında kalmıştır. Hava ve su sıcaklığı sabit 21°C (70°F)'dir ve bağıl nem yaklaşık %100'dür.[4] Hassas ekosisteme dış etkiyi en aza indirmek için mağaraya erişim yılda birkaç araştırmacıyla sınırlıdır.[5]
Mağaradaki hava, dış atmosferden oldukça farklıdır. Oksijen seviyesi açık havada bulunan konsantrasyonun sadece üçte biri ila yarısı kadardır (mağara atmosferinde %7–10 O2, havaya kıyasla %21 O2) ve yaklaşık 100 kat daha fazla karbondioksit içerir (mağara atmosferinde %2–3,5 CO2, havaya kıyasla %0,04 CO2).[6] Ayrıca %1–2 metan (CH4) içerir ve hem mağaranın havası hem de suları yüksek konsantrasyonlarda hidrojen sülfür (H2S) ve amonyak (NH3) içerir.[6] Göl suları yalnızca 1 mm çözünmüş O2 ve en fazla 1 cm çözünmüş O2 içerir. Göldeki derinlik arttıkça su tamamen anoksit hale gelir.
Biyojeokimyasal Döngü
[düzenle]
Movile Mağarası, 500 µM'ye ulaşan seviyelerde yüksek sülfür konsantrasyonlarıyla karakterizedir. Bu son derece anaerobik, sülfür açısından zengin ortam, sülfür oksidasyonunun enerji üretiminde merkezi bir rol oynadığı derin deniz hidrotermal bacalarıyla çeşitli benzerlikler paylaşır.[7][8] Mağaranın biyokimyasal süreçleri, ekosistem için biyokütle üretiminin birincil üreticisi görevi gören aerobik element sülfür oksitleyici bakteriler tarafından yönlendirilir.[9]
Daha az bol olmalarına rağmen, metanotroflar ve diazotroflar, metana beslenen ve mağaranın karbon ve azot döngüsüne katkıda bulunan önemli birincil üreticilerdir.[9][10]
Jeoloji
[düzenle]
Movile Mağarası, binlerce yıl boyunca asidik yeraltı sularının etkisiyle karbonat kayaçlarının ayrışması ve çözünmesiyle oluşan bir karst mağarası olarak sınıflandırılır. Bunun için bir terim olan speleogenez, yaklaşık 5,5 milyon yıldır yüzey etkilerinden izole edilmiş tam bir mağara sisteminin oluşmasına izin verir.[11] Çoğu mağaranın en azından bazı yüzey maruziyetleri vardır, ancak Movile Mağarası kapalıdır ve aşırı ancak istikrarlı bir ekosistem oluşturur. Bu tür jeolojik izolasyon, benzersiz bir kemosenteze dayalı ekosistemi sürdüren şeydir.
Biyoloji
[düzenle]
Movile Mağarası, kemosentetik bakterilere dayalı karmaşık bir ekosistemi destekler. Bu bakteriler, besin ağının tabanını oluşturan hidrojen sülfür ve metanı oksitlemekten enerji elde ederler.[12] Bu, mağarayı birincil üretimin kaynağı olarak güneş ışığına güvenmeyen birkaç bilinen ekosistemden biri yapar. Benzer kemosentetik ekosistemler Ayalon Mağarası ve Villa Luz Mağarası'nda bulunmuştur.
Mağaranın 57 hayvan türü içerdiği bilinmektedir,[13][14] bunlar arasında sülükler, örümcekler, sahte akrepler,[15] eşek arıları,[16] kırkayaklar (Cryptops speleorex),[17] su akrepleri (Nepa anophthalma),[18] ve ayrıca salyangozlar bulunur.[19] Bunlardan 37'si endemiktir.[13][14] Hayvanlar 5,5 milyon yıldır mağarada yaşıyor olsa da, hepsi aynı anda gelmemiştir. Kaydedilen en yeni hayvanlardan biri, mağarada 2 milyon yıldan biraz fazla bir süredir yaşayan mağaranın tek salyangoz türü olan Heleobia dobrogica'dır.[15][20][19]
Aşırı Ortama Adaptasyonlar
[düzenle]
Movile Mağarası'ndaki organizmalar, aşırı kemosentetik ortamında hayatta kalmak için benzersiz adaptasyonlar kazanmıştır. Bu türlerin çoğu, tam karanlıkta görmenin gerekli olmaması nedeniyle işlevsel gözlere sahip değildir.[21] Bunun yerine, birçok tür, türlerin yiyecek tespit etmesini ve karanlıkta hareket etmesini sağlayan gelişmiş mekanosensör ve kemosensör farkındalık geliştirir.[22]
Yüksek konsantrasyondaki zehirli gazlar nedeniyle, birçok organizma yüksek karbondioksit ve hidrojen sülfür seviyelerine tolerans göstermek için fizyolojik mekanizmalar geliştirmiştir.[23] Bazı türler, mağaranın düşük oksijenli atmosferinden oksijen ekstraksiyonunun verimliliğini artıran özel solunum adaptasyonları sergiler.[24]
Bu özellikler yalnızca dünyadaki aşırı ortamlardaki yaşam anlayışımızı geliştirmekle kalmaz, aynı zamanda dünya dışı yeraltı ortamlarında mikrobiyal yaşam olasılığı hakkında da bilgi sağlar.
Ana Türler ve Besin Ağı
[düzenle]
Movile Mağarası'nda bulunan ana türler arasında sülükler, troglobitic (sadece mağaralarda yaşayan ve ona tamamen adapte olmuş türler) kırkayaklar ve mağaraya adapte olmuş örümcekler bulunur.[21] Bu organizmaların çoğu, kemosentetik bakterilerin mikrobiyal üretimlerine bağlıdır; otçullar bakteri biyofilmlerine beslenir ve üst düzey tüketiciler birincil tüketicileri avlar.
Suda Yaşayan Fauna
[düzenle]
Movile Mağarası'ndaki sucul omurgasızlar şunları içerir:[25]
Meiofauna türleri (rotiferler, nematodlar, poliketler)
Kabuklular (kopeppodlar, ostrakodlar, amfipodlar ve izopodlar)
Moitessier gastropodluları (Heleobia dobrogica)
Su akrepleri (Nepa anophthalma, Hemiptera takımı) - dünyadaki tek mağaraya adapte olmuş su akrebi.[26]
Sülükler (Haemopis caeca)
Solucanlar (Helodrilus sp.)
Yassı solucanlar (Dendrocoelum obstinatum)
Mağaranın kapalı ortamı nedeniyle, mevcut trofik zincirler, yer üstündeki karşılaştırılabilir besin ağlarına kıyasla son derece basittir. Temeli, [25] tarafından alınan bakteri biyofilmlerinden oluşur
Karasal – Archiboreoiulus serbansarbui, Trachelipus troglobius, Armadillidium tabacarui,
Suda yaşayan – Helodrilus sp., Niphargus racovitzai, Niphargus dancaui).
Bu birincil tüketiciler daha sonra şunlar da dahil olmak üzere ikincil tüketiciler ve en üst avcılar tarafından avlanır:
Karasal – Medon dobrogicus, Agraecina cristiani, Cryptops speleorex
Suda yaşayan – Nepa anophthalma, Haemopis caeca
Karasal Fauna
[düzenle]
Mağara içinde mevcut olan karasal ekosistem, çeşitli izopod, örümcek, sahte akrep, akar, kılkayaklı, kırkayak, kuyruksuzlar, çift kuyruklu ve böcek türlerinden oluşmaktadır.[27] Mağaranın en büyük omurgasız ve en üst avcısı, kolembolan veya koleoptera türlerinden izopodlara kadar sürekli av arayan Cryptops speleorex'tir. Diğer kırkayaklar (Geophilus sp., Clinopodes carinthiacus) da mağaranın en üst avcıları arasındadır.
Mağaranın içindeki en büyük tür çeşitliliği ve yoğunluğu, muhtemelen bölmedeki O2 varlığı nedeniyle birçok kırkayak türü (Archiboreoiulus serbansarbui, Strongylosoma jaqueti), izopod (Trachelipus troglobius) ve su akrebi (Nepa anophthalma) içeren “Göl Odası”nda bulunur. Aksine, esas olarak izopodlar (Caucasonethes vandeli pygmaeus, Armadillidium tabacarui) oksijensiz odalarda bulunur.
Mikrobiyoloji
[düzenle]
Movile Mağarası, çok düşük oksijenli, yüksek sülfürlü ve metanla doymuş ortamlara adapte edilmiş çok disiplinli bir mikrobiyal ökaryot topluluğunu barındıran farklı bir yaşam alanını temsil eder. Ekosistem istikrarındaki önemleri, topluluklarının ve kemosentetik bakteri ve arkealarla ilişkisinin bir sonucudur.
Prokaryotlar
[düzenle]
Movile Mağarası'nın eşsiz yeraltı suyu sistemi, karmaşık bir kemoototrofik birincil üretici topluluğunu destekler.[28] Mağaranın farklı “odaları”, her ortamda benzersiz bakteri cinslerinin yetiştirilmesine olanak tanıyan farklı kimyasal-fizyolojik koşullara sahiptir.
Biyofilm ile İlişkili Bakteri Topluluğu
[düzenle]
Yüzey suları ve mağara duvarlarının çoğu, Göl Odası ve Hava Kabarcığı I'deki küçük, beyaz yüzen yamalar ile Hava Kabarcığı II'de bulunan 2 cm'ye kadar kalın sarımsı biyofilmler arasında değişen çeşitli boyutlarda bakteri biyofilmleriyle kaplıdır.[29][28] Mağara genelindeki farklı atmosferik koşullar nedeniyle, biyofilmlerin boyutları ve topluluk kompozisyonları önemli ölçüde farklıdır ve belirli mağara bölgelerinde metabolik olarak ilişkili mikrobiyal toplulukların oluşmasına neden olur. Mağara mikrobiyal paspaslarının ön çalışmalarında, litotrofiye hakim bir ekosistem öneren metabolik olarak aktif metanotroflar ve sülfür oksitleyiciler ortaya çıkmıştır.[30] Kumaseran ve arkadaşları, mağarada aerobik metanotrofi için kanıt sunan mikrobiyal paspaslarda temsili tür Ca. Methylomas sp. LWB'yi keşfettiler.[31] Aerts ve arkadaşlarının yaptığı benzer çalışmalar, 3 alt konumdan toplanan biyofilm örneklerinde benzersiz cinslerden oluşan karmaşık gruplar buldu: Hava Kabarcığı II'deki yüzen (1) ve duvar biyofilmlerinden (2) ve Hava Kabarcığı I'in altındaki kayalardaki batık biyofilmlerden (3).[29] Bu örneklerden tanımlanan mikrobiyal topluluk, benzersiz kemoototrofik cinslere hakimdir:
Hava Kabarcığı II yüzey biyofilmi:
Aquimonas - denitrifikasyonu teşvik eder, biyofilm kararlılığını belirlemek için temel cins[32]
Methylophilaceae - metanol ve metilamin redükleyici[33]
Rhodomicrobium - HS-yi alternatif bir elektron alıcısı olarak kullanan demir oksitleyici mor, kükürtsüz bakteri[34][35]
Hava Kabarcığı II duvar biyofilmi:
Woodsholea - halofilik bakteri, belirsiz metabolizma[36]
Hava Kabarcığı I batık biyofilmi:
Nitrospiraceae - amonyak ve nitrit oksitleyicilerin cinsi[37]
Mağara Suyu ile İlişkili Bakteri Topluluğu
[düzenle]
Mağara göl suyu örnekleri, mikrop ve omurgasızlar için yaşamı desteklemek için substrat sağlayan metanotroflar ve sülfür oksitleyicilerden eşit derecede karmaşık bir mikrobiyal ekosistem ortaya koymaktadır.[38] Methylomonas, Methylococcus, Methylocystis/Methylosinus cinslerine ait metanotrofik suşların, su örneklerinde baskın metanotroflar olduğu ve ana metan monooksijenaz genlerini, pmoA ve mmoX'i kodladığı bulunmuştur. Sülfür oksitleyici Thiovulum cinsinin üyeleri, Göl Odası'na göre Hava Kabarcığı II'de çok daha bol ve metabolik olarak daha aktifti, ancak hem hipoksik hem de normoksik mağara göl sularında baskındır.[39] Yeni önerilen tür Ca. Thiovulum stygium'un nitrat indirgeme operonlarının (nar ve nap) yanı sıra polisülfür redüktaz ve sülfit ihracatçı genlerine (sırasıyla nrfD ve tauE) sahip olduğu bulunmuş olup, bunun aerobik ve anaerobik sülfür oksidasyonu olarak çok işlevliliğini düşündürmektedir.[39] Göl Odası'ndaki yüzey suları, Sphingobacterium, Stenotrophomonas ve Thiovirga cinslerinden oluşan çeşitli bir topluluğa sahipken, Hava Kabarcığı I ve II arasındaki derin sular, çoğunlukla Acinetobacter cinsine ait asitofilik türlerin yüksek bir konsantrasyonuna sahipti.[29]
Sedimanla İlişkili Bakteri Topluluğu
[düzenle]
Movile Mağarası tortularının başlangıçta çoğunlukla anoksit olduğu düşünülse de, son metagenomik analizler, öncelikle kemolitoototrofik süreçler ve mikrobiyal kommensalizm tarafından yönlendirilen potansiyel mikrooksit tortul ortamları ortaya koymaktadır.[40] Tortul örneklerinde, özellikle Sideroxydans ve Gallionella cinslerinin üyeleri olmak üzere, aerobik demir oksitleyici bakteri familyası Gallionellaceae'ye ait mikroorganizmaların yüksek bollukta olduğu bulunmuştur.[28] Bu keşif, metan monooksijenaz genlerinin tespitiyle birlikte, tortul bakteri toplulukları için ilgili bir metabolik yol olarak proteobakteriyel aerobik metanotrofinin olasılığını düşündürmüştür.[28] Tortul mikrobiyal topluluklar, Movile Mağarası göl suyuna yakınlıklarına bağlı olarak farklılık gösterebilir ve değişen metabolik ilişkilerle mikronişler yetiştirir. Sülfür oksidasyonunun göl kenarı tortullarında baskın süreçler olduğu, Thiohalomonadales takımı ve Arcobateraceae familyasında mevcut olan tam yollarla kanıtlanmıştır.[41] Bununla birlikte, tam bir oksidasyon yolu metagenomik olarak birleştirilemediği için, göl uzak örneklerinde hidrojen sülfürle birleştirilmiş sülfür solunumunun ürünleri bulunmuştur.[41] Azot solunumu ve denitrifikasyon, Movile Mağarası tortullarında da önemli metabolik itici güçlerdir, ancak çoğu yol eksiktir. Göl yakınındaki örneklerde, amonyak monooksijenaz alt birimlerini kodlayan genler Methylococcales takımına bağlıydı.[41] Amonyaka (DNRA) ayrışım azot indirgemesinin birinci ve ikinci adımları için genler göl yakınındaki ve göl uzak örneklerinde bulunmuş ve Acidobacteriota, Planctomycetota ve Gammaproteobacteria filalarıyla yakından ilişkilidir.[41]
Metan (CH4) ve karbondioksit (CO2) fiksasyonu ile ilişkili genler hem göl uzak hem de göl yakın tortularda bulunmuştur. Partiküler metan monooksijenazın (pMMO) tüm alt birimleri, Methylococcales familyasına bağlı genlerden kodlanabilir, bu nedenle mağarada metanotrofinin meydana gelme potansiyelini düşündürmektedir.[41] Tahmini gen dernekleri ayrıca CO2 fiksasyon süreçlerini çeşitli taksonomik sınıflarla ilişkilendirmiştir:
Chloroflexota - esas olarak termofillerden oluşan filum[42]
Micrarchaeota - asitofilik arkelerin filumu (Kadnikov ve ark., 2020)
Methylocella - fakültatif asitofilik metanotrofları içeren Alphaproteobacteria sınıfının cinsi (Dedysh ve ark., 2005)
Eski adıyla Rhodospirillaceae familyası olan Dongiales takımı, kükürtsüz mor bakteriler grubu [41](Baldani ve ark., 2014)
Thiohalomonadales - esas olarak orta derecede halofillerden oluşan Gammaproteobacteria sınıfının takımı (Sorokin ve ark., 2007)
Ökaryotlar
[düzenle]
Movile Mağarası, mikrobiyal paspaslar içindeki ana ökaryotik gruplar olan mantarlar ve protistler gibi çok çeşitli ökaryotik organizmaları barındırır. Protistler esas olarak Movile mağarası içinde ayrıştırıcılar ve oksijen üreticileri olarak görev alır. Movile mağarasındaki en baskın ökaryotik üst grupları Siliatlar (Alveolata), Stramenofiller (Bikosoeidler) ve Excavata'dır (Jakobidler).[43] Bu gruplar içinde, Alveolata ve Strameofillerin mikrobiyal paspaslarda daha bol olduğu, Excavata'nın ise esas olarak oksijensiz su sütununun plankton fraksiyonuna hakim olduğu ortaya çıkmıştır.[43]
Alveolata
[düzenle]
Alveolata, mikrobiyal paspaslarda ve planktonlarda bakteri popülasyonlarını düzenleyen ve organik madde devrini teşvik eden kilit otçullar olarak bol miktarda bulunur.[44] Mağarada bulunan Alveolata dizileri çoğunlukla siliatlarla ilişkilendirilmiş olup, birkaç tanesi Apicomplexa filumuna aitti.[43] Apicomplexa içinde, bulunan en baskın grup, yani Ancora spp. gregarinlerdi.[43] Dinoflagellatlar ve az sayıda parazitik perkinsid mevcuttu, ancak o kadar bol değildi.[43] İlginç bir şekilde, bazı diziler fotosentetik türlerle ilgiliydi, ancak mağara içindeki anoksit koşullar göz önüne alındığında, bunun yerine bakteriyle besleniyor olabilirler. Alveolata dizilerinin çoğu, farklı siliat sınıflarına yayılmış olup, üç bol sınıf—Armophorea, Phyllopharyngea ve Oligohymenophorea bulunmaktadır.[43] Armophorea esas olarak anaerobik veya mikroaerofilik ortamlarda gelişen siliatları içerir, dizileri anaerobik metoplitlerle bağlantılıdır ve bazılarının parazitik yaşam tarzları olabilir.[43] Phyllopharyngea sınıfı altında yeni bir klad, mağara ekosistemlerinde en bol olanıydı ve yeni bir olası siliat grubu temsil ediyordu.[43] Oligohymenophorea sınıfı, anoksit veya suboksi türlere benzeyen çok sayıda genetik diziye sahip olarak en büyük çeşitliliğe sahipti.[43]
Stramenofiller
[düzenle]
Stramenofiller, esas olarak mikrobiyal paspaslarla ilişkili birincil bikosoeidleri içeren ve organik madde ayrışması ve besin geri dönüşümünde çok önemli olan başka bir baskın gruptur.[45] Movile Mağarası'nda bulunan Stramenofiller de çok çeşitliydi ve üç bol gruba ayrıldı—Bikosoeidler, Labirintider ve Krisofitler. Bu gruplar içinde bulunan en bol ve çeşitli kladlar, 156 dizi içeren Bikosoeidlerdi ve aynı zamanda sığ subtropikal bir gölden gelen başka bir çevre dizisiyle de benzerlikler gösteriyordu.[46] Mağaranın düşük oksijen koşullarıyla tutarlı olarak, Movile OTU'larıyla en yakından ilişkili çevresel diziler, oksijensiz ortamlardan veya mikroaerofilik veya anaerobik koşullarda gelişen türlerden kaynaklanıyordu.[46] Ayrıca, Krisofitler boyunca bulunan MOV-ST-4 ve MOV-ST-5 gibi diatom kladlarının, mağara ekosistemine adapte edilmiş heterotrofik soy olduğunu gösterilmiştir.[46] Belirlenen ek heterotrofik gruplar, Opalomonadea ve MAST-3 kladlarını, besin maddelerinin az olduğu ve anoksit mağara ortamına adapte edilmiş saprofitik Labirintider ve bikosoeidleri içerir.[46]
Excavata
[düzenle]
Movile Mağarası'ndaki Excavata çok çeşitliydi ve yaklaşık %70-75 civarında ortalama gen dizi benzerliklerine sahipti.[46] Çoğu dizi, esas olarak anoksit, sülfür ve amonyak açısından zengin deniz ortamlarında yaşayan Stygiella ve Velundella cinslerini içeren Stygiellidae familyasıyla ilgiliydi.[46] Bununla birlikte, en bol ve çeşitli klad olan MOV-EX-3, jakobidlerden farklı bir soy oluşturdu ve bazıları yeni bir jakobid familyası olasılığını gündeme getirdi.[46]
Mantarlar
[düzenle]
Movile Mağarası ekosistemi içinde toplam 123 mikrofungal tür tanımlanmış olup, özellikle de yüksek oranda mikrofungal spor görülmektedir.[47] Bunlardan 96 tür sadece mağara içinde tespit edildi. 90 tür, 51'i mağara havasından, 42'si mağara tortullarından ve 41'i ölü omurgasızlar, aşınmış mağara duvarları ve izopod dışkıları gibi çeşitli substratlardan olmak üzere kuru bölümlerde bulundu. Hava Kabarcığı II, 23 türü tortularda ve 9 türü yüzen mikrobiyal paspasında bulunan 28 mantar türü içeriyordu.[47] Çoğu mantar türü mağaranın yeraltı yaşam alanlarına yaygın bir şekilde dağılmışken, tanımlanmamış bir Aspergillus sect. Candidisa türü ve Talaromyces ruber dahil olmak üzere iki tür sadece Hava Kabarcığı II'nin tortullarında bulunurken, bir tür sadece Hava Kabarcığı II'deki mikrobiyal paspasında bulundu. 1986'da mağaranın ilk keşfinden sonra mantar araştırmalarının eksikliği nedeniyle, bu mantarların yerli olup olmadığı veya araştırmacılar tarafından kontaminasyon yoluyla getirilip getirilmediği belirsizliğini korumaktadır.[47]
Simbiyotik İlişkiler
[düzenle]
Bazı omurgasız türleri de dahil olmak üzere Movile Mağarası'ndaki bazı organizmalar, kemosentetik mikroorganizmalarla simbiyotik ortaklara bağlıdır.[48] Mağaraya adapte olmuş izopodlar ve sülükler dahil bazı türler ağızlarıyla doğrudan mikrobiyal biyofilmlere beslenirken, diğerleri hem sindirime hem de besin emilimine yardımcı olan bağırsaklarında endosombiont bakterilere ev sahipliği yapar.[48]
Mikrop-Mikrop Simbiyozu
[düzenle]
Movile Mağarası'nın yerleşik mikroorganizmaları, ekosistem dengesini dengeleyen hem karşılıklı hem de rekabetçi etkileşimlere sahiptir. Karşılıklılık, belirli mikrobiyal popülasyonlar, esas olarak kemosentetik bakteriler arasında belirgindir; bu organizmalar öncelikle besin döngüsünde yer alır. Örneğin, Beggiatoa ve Thiobacillus gibi sülfür oksitleyici bakteriler, hidrojen sülfürü sülfata oksitleyerek diğer mikrobiyal toplulukların ihtiyaç duyduğu maddeleri sağlar. Benzer şekilde, Methylomonas gibi metanotrofik bakteriler metanı oksitler ve heterotrofik mikroorganizmalara organik karbon katkıda bulunur. Bu işbirlikçi etkileşimler, mağara besin ağının yüksek enerjili temelini oluşturan istikrarlı mikrobiyal paspaslar oluşturur.
Mikrop-Omurgasız Simbiyozu
[düzenle]
Movile Mağarası'nda iki Niphargus yeraltı suyu amfipod cinsi gözlemlenmiştir.[49] Movile Mağarası'nda bulunan Niphargus cf. stygius türünün bir örneği, ters sülfür-oksijen gradyanlarında gelişmesiyle bilinen[51] bir bakteri cinsi olan sülfür oksitleyici Thiothrix bakterileriyle ektosimbiyotik bir ilişkide gözlemlenmiştir[50] ve hidrotermal bacalı yerlerde omurgasızlarla ektosimbiyotik ilişkilerde gözlemlenmiştir.[52] Thiothrix öncelikle amfipodların bacakları ve antenleri üzerindeki kıllara ve dikenlere yapışmış olarak bulundu. Bu epibiontların, Movile Mağarası'ndaki mikrobiyal paspaslarda bulunan serbest yaşayan Thiothrix'ten genetik olarak farklı olduğu genetik dizileme yoluyla keşfedilmiş olup, bu da epibiontların Niphargus cf. stygius üzerinde yaşamaya adapte olduğunu düşündürmektedir.[50] Bu ilişki, bakterilerin besin açısından fakir, sülfür açısından zengin mağara ortamında besin ediniminde veya patojenlere karşı korunmada bir rol oynayabileceğini düşündüren ekolojik bir etkileşimi önermektedir.[50]
Evrimsel Önem
[düzenle]
Movile Mağarası'nın uzun süreli izolasyonu, mikroorganizmalarının ve ökaryotik topluluklarının benzersiz evrimsel adaptasyonlarına yol açmıştır. Bu, küçük izole popülasyonlarda genetik farklılaşma geçirdikleri ve omurgasızlar ve sülfür oksitleyici bakteriler arasında olduğu gibi yeni simbiyozlar kurdukları anlamına gelir. Bu sistemlerin incelenmesi, anoksit koşullarına adapte edilmiş protistlere ilgi duyan ökaryotların erken evrimi hakkında bilgi sağlar. Bu anlamda Movile Mağarası ayrıca derin deniz hidrotermal bacaları ve dünya dışı ekosistemler için mükemmel bir karasal analog sağlayarak, Europa veya Enceladus gibi gezegenlerin altındaki yeraltında var olan yaşam senaryosunu desteklemektedir.[53]
Ayrıca bakınız
[düzenle]
Ophel biyomu [de], benzer ekosistemleri destekleyen önerilen dünya çapındaki biyom
Hidrotermal bacalı mikrobiyal topluluklar
Yeraltı faunası
Troglofauna, mağaralarda yaşayan küçük hayvanlar
Stygofauna, yeraltı sularında ve akiferlerde yaşayan fauna
Kaynaklar
[düzenle]
Genel kaynaklar
[düzenle]
Jean Balthazar: Grenzen unseres Wissens. Orbis Verlag, München 2003, Seite 268, ISBN 3-572-01370-4.
Sarbu, Serban M.; Kane, Thomas C.; Kinkle, Brian K. (28 Haziran 1996). "Kemosenteze Dayalı bir Mağara Ekosistemi". Bilim. 272 (5270): 1953–1955. Bibcode:1996Sci...272.1953S. doi:10.1126/science.272.5270.1953. PMID 8662497. S2CID 23842700.
Wischer, Daniela; Kumaresan, Deepak; Johnston, Antonia; El Khawand, Myriam; Stephenson, Jason; Hillebrand-Voiculescu, Alexandra M; Chen, Yin; Colin Murrell, J (Ocak 2015). "Movile Mağarası'nda metillenmiş aminlerin bakteri metabolizması ve yeni metanotrofların tanımlanması". ISME Dergisi. 9 (1): 195–206. Bibcode:2015ISMEJ...9..195W. doi:10.1038/ismej.2014.102. PMC 4274414. PMID 25050523.
Satır içi alıntılar
[düzenle]