deniz otu -Seagrass

deniz otları
Geçici aralık:70-0  Ay
Zostera marina - Ulusal Doğa ve Bilim Müzesi, Tokyo - DSC07663.JPG
Zostera marina - Kuzey Yarımküre'deki en bol deniz otu türü
bilimsel sınıflandırma e
Krallık: plantae
klad : trakeofitler
klad : Anjiyospermler
klad : monokotlar
Emir: Alismatales
R.Br. eski Bercht. & J.Presl
Aileler

Taksonomiye Bakın

Deniz çayırları , deniz ortamlarında yetişen tek çiçekli bitkilerdir . Dört aileye ( Posidoniaceae , Zosteraceae , Hydrocharitaceae ve Cymodoceaceae ) ait, tamamı Alismatales ( monokotiledonlar dalında) olan yaklaşık 60 tür tamamen deniz yosunu vardır . Deniz çayırları , 70 ila 100 milyon yıl önce okyanusu yeniden kolonize eden karasal bitkilerden evrimleşmiştir .

Deniz otu adı , köksap uzantısıyla büyüyen ve genellikle otlaklara benzeyen geniş " çayırlara " yayılan uzun ve dar yapraklı birçok türden gelir ; birçok tür yüzeysel olarak Poaceae familyasının karasal otlarına benzer .

Tüm ototrofik bitkiler gibi, deniz çayırları da batık fotik bölgede fotosentez yapar ve çoğu kum veya çamur diplerine demirlemiş sığ ve korunaklı kıyı sularında görülür. Çoğu tür denizaltı tozlaşmasına uğrar ve yaşam döngülerini su altında tamamlar. Daha önce bu tozlaşmanın tozlayıcı olmadan ve tamamen deniz akıntısı sürüklenmesi ile gerçekleştirildiğine inanılırken , bunun karışık bir biyotik-abiyotik strateji yürüten en az bir tür olan Thalassia testudinum için yanlış olduğu gösterilmiştir . Kabuklular (yengeçler, Majidae zoae , Thalassinidea zoea gibi ) ve silli poliket solucan larvalarının her ikisi de polen taneleri ile bulunmuştur; bitki, karasal çiçeklerin yaptığı gibi nektar yerine onları çekmek ve onlara yapışmak için besleyici, müsli polen kümeleri üretir.

Deniz çayırları , dünyanın en verimli ekosistemleri arasında yer alan yoğun su altı deniz çayırları oluşturur. Önemli karbon yutakları olarak işlev görürler ve mercan resiflerininkine benzer çeşitli deniz yaşamı için habitatlar ve yiyecek sağlarlar .

genel bakış

Deniz çayırları , kara bitkilerinden denize paralel olarak üç ila dört kez paralel olarak evrimleşen parafitik bir deniz angiosperm grubudur. Bir deniz otu türünü tanımlamak için aşağıdaki özellikler kullanılabilir. Bir nehir ağzında veya deniz ortamında yaşar ve başka hiçbir yerde yaşamaz. Tozlaşma , özel polenlerle su altında gerçekleşir. Hem biyotik hem de abiyotik ajanlar tarafından dağıtılan tohumlar su altında üretilir. Deniz otu türleri, kütikülü azaltılmış, stoma içermeyen ve ana fotosentetik doku olan bir epidermisi olan özel yapraklara sahiptir . Köksap veya yer altı sapı demirlemede önemlidir . Kökler oksijensiz bir ortamda yaşayabilir ve yapraklardan ve rizomlardan oksijen taşınmasına bağlıdır, ancak besin transfer süreçlerinde de önemlidir.

Deniz çayırları, kıyı sularının fiziksel, kimyasal ve biyolojik ortamlarını derinden etkiler. Deniz çayırları, çeşitli organizmalar için üreme ve fidanlık görevi görerek ve ticari balıkçılığı teşvik ederek paha biçilmez ekosistem hizmetleri sağlasa da, fizyolojilerinin birçok yönü iyi araştırılmamıştır. Birkaç çalışma, deniz otu habitatının dünya çapında azaldığını göstermiştir. On deniz otu türü, nesli tükenmekte olan olarak nitelendirilen üç türle birlikte, yüksek bir yok olma riski altındadır (tüm deniz otu türlerinin %14'ü) . Deniz otu biyoçeşitliliğinin deniz yosunu kaybı ve bozulması, deniz biyolojik çeşitliliği ve deniz yosunlarının sağladığı kaynaklara ve ekosistem hizmetlerine bağlı olan insan nüfusu üzerinde ciddi etkilere sahip olacaktır.

Deniz çayırları önemli kıyı ekosistemlerini oluşturur. Birçok deniz türü için besin ve yaşam alanı sağlayan bu deniz çayırlarının dünya çapında tehlike altında olması , bu değerli kaynakların korunması ve anlaşılması ihtiyacını doğurmaktadır.

Evrim

Deniz otunun evrimi
Denizden karaya doğru ilerlemeyi, kara bitkilerinin çeşitlenmesini ve ardından deniz otlarının denize geri dönüşünü gösterme

Yaklaşık 140 milyon yıl önce deniz çayırları, deniz ortamını fethetmeyi başaran erken monokotlardan evrimleşmiştir. Monokotlar , tohumları tipik olarak yalnızca bir embriyonik yaprak veya kotiledon içeren çimen ve çimen benzeri çiçekli bitkilerdir (anjiyospermler) .

Karasal bitkiler , belki de 450 milyon yıl önce bir grup yeşil algden evrimleşmiştir . Deniz çayırları daha sonra tekrar okyanusa göç eden karasal bitkilerden evrimleşmiştir. Yaklaşık 70 milyon ila 100 milyon yıl önce, üç bağımsız deniz otu soyu ( Hydrocharitaceae , Cymodoceaceae kompleksi ve Zosteraceae ) tek çenekli çiçekli bitkilerin tek bir soyundan gelişti .

Tuzlu bataklık bitkileri, mangrovlar ve deniz yosunları gibi denizi kolonize eden diğer bitkiler, daha çeşitli evrimsel soylara sahiptir. Düşük tür çeşitliliğine rağmen, deniz çayırları Antarktika hariç tüm kıtaların kıta sahanlıklarını kolonize etmeyi başardı.

Zostera marina ve Zostera muelleri genomlarının yakın zamanda dizilenmesi , anjiyospermlerin denize adaptasyonunun daha iyi anlaşılmasını sağlamıştır . Okyanusa dönüşteki evrimsel adım sırasında, farklı genler kaybolmuş (örneğin, stoma genleri) veya azaltılmış (örneğin, terpenoidlerin sentezinde yer alan genler ) ve diğerleri, örneğin sülfatlama ile ilgili genlerde olduğu gibi yeniden kazanılmıştır .

Genom bilgisi ayrıca deniz habitatına adaptasyonun hücre duvarı bileşimindeki radikal değişikliklerle gerçekleştirildiğini göstermiştir. Ancak deniz çayırlarının hücre duvarları tam olarak anlaşılamamıştır. Kara bitkilerinin atasal özelliklerine ek olarak, birden fazla abiyotik (yüksek miktarda tuz) ve biyotik (farklı deniz otu sıyırıcıları ve bakteri kolonizasyonu) stresörleri ile karakterize edilen yeni çevreye habitat odaklı adaptasyon süreci beklenebilir . Deniz çayırlarının hücre duvarları, hem angiosperm kara bitkilerinden hem de deniz makroalglerinden bilinen özelliklerin yeni yapısal unsurlarla karmaşık kombinasyonları gibi görünüyor.

taksonomi

Günümüzde deniz çayırları, Angiosperm Phylogeny Group IV System'a göre Alismatales takımına ait beş ailede ( Zosteraceae , Hydrocharitaceae , Posidoniaceae , Cymodoceaceae ve Ruppiaceae ) yaklaşık 60 türe sahip polifiletik bir deniz angiosperm grubudur . Acı suda bulunan Ruppia cinsi , tüm yazarlar tarafından "gerçek" bir deniz otu olarak kabul edilmez ve bazı yazarlar tarafından Cymodoceaceae'ye kaydırılır. APG IV sistemi ve Tesis Listesi Web Sayfası bu aile atamasını paylaşmaz.

Aile resim cins Tanım
Zosteraceae Deniz otu ailesi olarak da bilinen Zosteraceae familyası , 14 deniz türü içeren iki cins içerir. Kore ve Japonya çevresinde bulunan en yüksek çeşitliliğe sahip ılıman ve subtropikal kıyı sularında bulunur.
Türler alt toplamı:  
Tectura saraya 3.jpg
Phyllospadix
6 tür  
Zostera.jpg
Zostera
Hidrocharitaceae Şerit otları olarak da bilinen Hydrocharitaceae familyası , Kanada su yosunu ve kurbağa bitini içerir. Aile, hem taze hem de deniz su ürünlerini içerir, ancak şu anda tanınan on altı cinsten sadece üçü denizdir. Dünya çapında çok çeşitli habitatlarda bulunurlar, ancak esas olarak tropikaldirler.
Türler alt toplamı:  
Enhalus acoroides01.jpg
enhalus
1 tür  
Johnsons deniz çayırı yatağı.jpg
halofila
Thalassia hemprichii.jpg
Thalassia
2 tür  
Posidoniaceae Posidoniaceae familyası , Akdeniz denizlerinde ve Avustralya'nın güney kıyılarında bulunan iki ila dokuz deniz türü içeren tek bir cins içerir .
Tür ara toplamı: 2 ila 9  
Posidonia oceanica (L).jpg
Posidonia
Cymodoceaceae Denizayısı otu olarak da bilinen Cymodoceaceae familyası yalnızca deniz türlerini içerir. Bazı taksonomistler bu aileyi tanımıyor.
Türler alt toplamı:  
Amfibolis griffithii 34184967.jpg
amfibol
2 tür  
Cymodocea.JPG
Cymodocea
4 tür  
Halodule wrightii.jpg
halodule
6 tür  
Syringodium isoetifolium ve Acropora sp..jpg
siringodyum
2 tür  
Thalassodendron ciliatum.jpg
talassodendron
3 tür  
Toplam türler:   

cinsel işe alım

Posidonia oceanica'dan tohumlar
(A) Yeni çıkan tohumlar (B) Meyve tohumlarının içinde bir                 haftalık
                                                
FP: meyve perikarp; NRS: yeni çıkan tohumlar; WS: 1 haftalık tohumlar; H: yapışkan kıllar; S: tohum; R1: birincil kök; Rh: köksap; L: yapraklar
Posidonia oceanica'nın cinsel birleşme aşamaları
Dağılma, yapışma ve yerleşme

Deniz otu popülasyonları şu anda çeşitli antropojenik stres faktörleri tarafından tehdit edilmektedir . Deniz çayırlarının çevresel rahatsızlıklarla başa çıkma yeteneği, bir dereceye kadar, cinsel birleşme yoluyla elde edilen genetik değişkenliğe bağlıdır . Deniz çayırları, yeni bireyler oluşturarak genetik çeşitliliğini ve dolayısıyla yeni alanları kolonileştirme ve çevresel değişikliklere uyum sağlama yeteneklerini arttırır.

Deniz çayırlarının zıt kolonizasyon stratejileri vardır. Bazı deniz çayırları , birkaç ay boyunca uyku evresinde kalabilen sert perikarpları olan küçük tohumların tohum bankalarını oluşturur. Bu deniz yosunları genellikle kısa ömürlüdür ve ana çayırlardan (örneğin, Halophila sp. , Halodule sp., Cymodocea sp ., Zostera sp . ve Heterozostera sp.) çok uzakta çimlenmeyerek rahatsızlıklardan hızlı bir şekilde kurtulabilir . Buna karşılık, diğer deniz çayırları dağılma oluşturur. Bu strateji, Posidonia sp., Enhalus sp. ve Thalassia sp. cinsleri gibi iç büyük uykuda olmayan tohumlarla yüzer meyveler oluşturabilen uzun ömürlü deniz yosunlarının tipik bir örneğidir . ana çayırların fide gelişimi ile türlerin elverişsiz ışık koşullarının ötesinde evrimine izin veren kısa ömürlü türdeki tohumlara kıyasla büyük dağılma kapasitesi.

Deniz otu Posidonia oceanica (L.) Delile, dünyadaki en eski ve en büyük türlerden biridir. Bir birey, yaklaşık 15 km genişliğinde çayırlar oluşturabilir ve yüzlerce ila binlerce yaşında olabilir. P. oceanica çayırları , diğerlerinin yanı sıra, bu deniz otunu koruma için öncelikli bir habitat haline getiren, Akdeniz kıyılarının jeomorfolojisinin korunmasında önemli roller oynamaktadır . Şu anda, P. oceanica'nın çiçeklenmesi ve yetiştirilmesi , geçmişte beklenenden daha sık görünmektedir. Ayrıca, bu deniz otu, işe alım sırasında hayatta kalmasını artırmak için tekil uyarlamalara sahiptir. Bu deniz yosununun tohumlarında bulunan büyük miktarlardaki besin rezervleri, fide gelişiminin ilk yılına kadar bile sürgün ve kök büyümesini destekler. Çimlenmenin ilk aylarında, yaprak gelişiminin az olduğu dönemlerde, P. oceanica tohumları fotosentetik aktivite gerçekleştirerek fotosentetik hızlarını arttırır ve böylece fide kuruluş başarısını en üst düzeye çıkarır. Fideler ayrıca, kendilerini kayalık tortulara demirlemeye yardımcı olmak için yapışkan kök kılları oluşturarak kök sistemi gelişimleri sırasında yüksek morfolojik plastisite gösterirler . Bununla birlikte, tohumlardaki fotosentezin ne zaman aktif olduğu veya tohumların kök sistemleri tamamen gelişene kadar substrata nasıl bağlı kalabilecekleri ve orada kalabilecekleri gibi P. oceanica cinsel alımıyla ilgili birçok faktör bilinmemektedir.

gelgit ve gelgit


Gelgitler arası ve gelgit altı Zostera  marina yılan balığının morfolojik ve ışığa alışma tepkileri

Gelgitler arası ve gelgit altı bölgelerde meydana gelen deniz çayırları, gelgit değişiklikleri nedeniyle oldukça değişken çevresel koşullara maruz kalır. Gelgit altı deniz çayırları, askıdaki opak malzemelerin yoğunluğunu artırarak ışık penetrasyonunu azaltan çok sayıda doğal ve insan kaynaklı etki tarafından yönlendirilen daha düşük ışık koşullarına daha sık maruz kalır. Gelgit altı ışık koşulları, yapay zeka kullanılarak yüksek doğrulukla tahmin edilebilir ve bu , yerinde teknikler kullanılarak mevcut olandan daha hızlı hafifletmeye olanak tanır . Gelgitler arası bölgedeki deniz yosunları düzenli olarak havaya maruz kalır ve sonuç olarak aşırı yüksek ve düşük sıcaklıklar, yüksek foto -inhibitör ışınım ve gelgit altı deniz yosununa göre kuruma stresi yaşar. Bu tür aşırı sıcaklıklar, deniz yosunları düşük gelgit sırasında havaya maruz kaldığında önemli deniz yosunu geri dönüşüne yol açabilir. Düşük gelgit sırasındaki kuruma stresi, üst gelgit bölgesinde deniz otu dağılımını sınırlayan birincil faktör olarak kabul edilmiştir. Ortaya çıkma stresinin etkilerini en aza indirmek için gelgit bölgesinde bulunan deniz çayırları genellikle gelgit altı bölgedekilerden daha küçüktür. Gelgitler arası deniz çayırları ayrıca, yüksek ışınım ve havaya maruz kalma dönemlerinde fotosentetik verimliliğin azalması ve foto korumanın artması gibi ışığa bağlı tepkiler gösterir.

Zostera marina fidesi 

Buna karşılık, gelgit altındaki bölgedeki deniz çayırları , üst üste binen su sütunu ve asılı parçacıklar nedeniyle ışık zayıflamasının ve saçılmanın neden olduğu azaltılmış ışık koşullarına uyum sağlar. Derin gelgit bölgesindeki deniz çayırları genellikle daha uzun yapraklara ve sığ gelgit altı veya gelgitler arası bölgedekilere göre daha geniş yaprak bıçaklarına sahiptir, bu da daha fazla fotosenteze izin vererek daha fazla büyümeye neden olur. Deniz çayırları ayrıca , bol dalga boylarını verimli bir şekilde kullanarak ışık absorpsiyon verimliliğini artırmak için klorofil içeriğini artırarak ve klorofil a/b oranını azaltarak azaltılmış ışık koşullarına yanıt verir . Gelgitler arası ve gelgit altı bölgelerdeki deniz çayırları, oldukça farklı ışık koşulları altında olduklarından, fotosentetik aktiviteyi ve aşırı radyasyondan foto korumayı en üst düzeye çıkarmak için belirgin şekilde farklı ışığa alışma tepkileri sergilerler.

Deniz otları, yüksek düzeyde üretim elde etmek için büyük miktarlarda inorganik karbonu özümser. Deniz otu da dahil olmak üzere deniz makrofitleri hem CO 2 hem de HCO kullanır-
3
( bikarbonat ) fotosentetik karbon indirgemesi için. Alçak gelgit sırasında havaya maruz kalmasına rağmen, gelgitler arası bölgedeki deniz çayırları havadaki CO2'yi kullanarak fotosentez yapmaya devam edebilir . Bu nedenle, deniz otu fotosentezi için inorganik karbon kaynaklarının bileşimi muhtemelen gelgitler arası ve gelgit altı bitkiler arasında değişiklik gösterir. Bitki dokularının kararlı karbon izotop oranları fotosentez için inorganik karbon kaynaklarına bağlı olarak değiştiğinden, gelgitler arası ve gelgit altı bölgelerdeki deniz çayırları farklı kararlı karbon izotop oranı aralıklarına sahip olabilir.

Deniz çayırları

Birkaç ekinoidli deniz otu yatağı
Yoğun kaplumbağa otu ( Thalassia testudinum ) ve olgunlaşmamış bir kraliçe kabuklu ( Eustrombus gigas ) ile deniz otu yatağı

Deniz otu yatakları /çayırları ya monospesifik (tek bir türden oluşur) ya da karışık yataklarda olabilir. Ilıman bölgelerde, genellikle bir veya birkaç tür hakimdir ( Kuzey Atlantik'teki eelgrass Zostera marina gibi), oysa tropik yataklar genellikle daha çeşitlidir ve Filipinler'de on üçe kadar tür kaydedilmiştir .

Deniz otu yatakları çeşitli ve üretken ekosistemlerdir ve örneğin genç ve yetişkin balıklar , epifitik ve serbest yaşayan makroalgler ve mikroalgler , yumuşakçalar , kıl kurtları ve nematodlar gibi tüm filumlardan yüzlerce ilişkili türü barındırabilir . Az sayıda türün başlangıçta doğrudan deniz otu yapraklarıyla beslendiği düşünülüyordu (kısmen düşük besin içeriği nedeniyle), ancak bilimsel incelemeler ve gelişmiş çalışma yöntemleri, deniz otu otçullarının besin zincirinde önemli bir bağlantı olduğunu ve yeşil kaplumbağalar da dahil olmak üzere yüzlerce türü beslediğini göstermiştir. , dugonglar , denizayıları , balıklar , kazlar , kuğular , deniz kestaneleri ve yengeçler . Deniz çayırlarını ziyaret eden/onlarla beslenen bazı balık türleri, yavrularını bitişik mangrovlarda veya mercan resiflerinde yetiştirir .

Deniz çayırları tortuyu yakalar ve su hareketini yavaşlatarak asılı tortunun çökmesine neden olur. Tortu yakalamak , tortu yüklerini azaltarak, hem mercan hem de deniz otu için fotosentezi geliştirerek mercanlara fayda sağlar.

Deniz çayırları genellikle gözden kaçırılsa da bir dizi ekosistem hizmeti sağlar . Deniz çayırları ekosistem mühendisleri olarak kabul edilir . Bu, bitkilerin çevrelerindeki ekosistemi değiştirdiği anlamına gelir. Bu ayarlama hem fiziksel hem de kimyasal formlarda gerçekleşir. Birçok deniz otu türü, tortuyu stabilize eden ve kıyı erozyonunu azaltan geniş bir yeraltı kök ve köksap ağı üretir . Bu sistem aynı zamanda tortunun oksijenlenmesine yardımcı olarak tortuda yaşayan organizmalar için uygun bir ortam sağlar . Deniz çayırları ayrıca ağır metalleri, kirleticileri ve fazla besin maddelerini stabilize ederek su kalitesini artırır. Deniz çayırlarının uzun bıçakları suyun hareketini yavaşlatarak dalga enerjisini azaltır ve kıyı erozyonuna ve fırtına dalgalanmalarına karşı daha fazla koruma sağlar . Ayrıca, deniz otları su altı bitkileri olduklarından, su sütununu oksijenlendiren önemli miktarda oksijen üretirler. Bu çayırlar, okyanusun toplam karbon depolamasının %10'undan fazlasını oluşturuyor. Hektar başına, yağmur ormanlarının iki katı kadar karbondioksit tutar ve yılda yaklaşık 27,4 milyon ton CO2 tutabilir .

Deniz otu çayırları , birçok deniz otoburu için yiyecek sağlar. Deniz kaplumbağaları, manatlar, papağan balıkları, cerrah balıkları, deniz kestaneleri ve pinfishler deniz otlarıyla beslenir. Diğer birçok küçük hayvan, deniz otu bıçaklarının üzerinde ve arasında yaşayan epifitler ve omurgasızlarla beslenir. Deniz otu çayırları, aksi takdirde herhangi bir bitki örtüsünün bulunmadığı alanlarda da fiziksel yaşam alanı sağlar. Su sütunundaki bu üç boyutlu yapı nedeniyle, birçok tür barınma ve yiyecek arama için deniz otu habitatlarını işgal eder. 17 mercan resif balığı türünün tüm gençlik dönemlerini yalnızca deniz çayırı düzlüklerinde geçirdiği tahmin edilmektedir. Bu habitatlar aynı zamanda, orfoz ( Mycteroperca microlepis ), kırmızı davul, ortak snook ve diğerleri dahil olmak üzere ticari ve eğlence açısından değerli balıkçılık türleri için bir fidanlık alanı görevi görür . Bazı balık türleri, deniz otu çayırlarını ve yaşam döngüsünün çeşitli aşamalarını kullanır. Yakın tarihli bir yayında, Dr. Ross Boucek ve meslektaşları, çok aranan iki yassı balık, adi snook ve benekli deniz alabalığının üreme sırasında temel yiyecek arama habitatı sağladığını keşfettiler. Eşeyli üreme, depolanmış enerjiyle tamamlanamayacak kadar enerjik olarak pahalıdır; bu nedenle, üremeyi tamamlamak için yakınlarda deniz otu çayırlarına ihtiyaç duyarlar. Ayrıca, ticari açıdan önemli birçok omurgasız , defne tarakları ( Argopecten irradians ), at nalı yengeçleri ve karides gibi deniz otu habitatlarında da bulunur . Deniz otu habitatlarını ziyaret eden karizmatik fauna da görülebilir. Bu türler arasında Batı Hint denizayısı , yeşil deniz kaplumbağaları ve çeşitli köpekbalıkları türleri bulunur. Deniz otu habitatlarında bulunabilen deniz organizmalarının yüksek çeşitliliği, onları Meksika Körfezi ve Karayipler'deki birçok kıyı ekonomisi için turistik bir cazibe ve önemli bir gelir kaynağı olarak tanıtmaktadır.

Deniz otu mikrobiyomu

Deniz otu holobiont içindeki süreçler
Deniz otu holobiyonundaki en önemli birbirine bağlı süreçler , karbon, nitrojen ve kükürt döngülerindeki süreçlerle ilgilidir. Fotosentetik olarak aktif radyasyon (PAR), ne kadar karbondioksitin sabitlendiğini, yapraklardan ve kök sisteminden ne kadar çözünmüş organik karbon (DOC) yayıldığını ve rizosfere ne kadar oksijen taşındığını belirleyen deniz otu bitkisinin fotosentetik aktivitesini belirler . Rizosfere oksijen taşınması, rizosferdeki redoks koşullarını değiştirerek, onu genellikle anoksik ve sülfidik olan çevreleyen çökeltilerden farklı kılar .

Deniz otu holobiontu

Bir mikrobiyal konağın, ilişkili mikroorganizmalar ve virüslerle olan önemini ve etkileşimlerini vurgulayan ve bunların tek bir biyolojik birim olarak işleyişini tanımlayan holobiont kavramı, birçok model sistem için araştırılmış ve tartışılmıştır, ancak bir kavramın önemli eleştirileri olmasına rağmen, birçok model sistem için tartışılmıştır. çeşitli konak-mikrop simbiyozlarını tek bir biyolojik birim olarak tanımlar. Holobiont ve hologenom kavramları, orijinal tanımdan bu yana evrimleşmiştir ve simbiyotik mikroorganizmaların, vitaminler, enerji ve inorganik veya organik besinler sağlayarak, savunma mekanizmalarına katılarak veya konağın biyolojisi ve ekolojisi için çok önemli olduğuna şüphe yoktur. ev sahibinin evrimi. Konak-mikrop etkileşimleri üzerine yapılan çalışmaların çoğu mercanlar, süngerler veya insanlar gibi hayvan sistemlerine odaklanmış olsa da, bitki holobiyontları hakkında önemli miktarda literatür bulunmaktadır . Bitki ile ilişkili mikrobiyal topluluklar, bitkilerin uygunluğunun, büyümenin ve hayatta kalmanın hem temel bileşenlerini etkiler hem de besin mevcudiyeti ve bitki savunma mekanizmaları tarafından şekillendirilir. Köksap (kök dokusunun yüzeyi), rizosfer (köklerin çevresi), endosfer (bitki dokusunun içinde) ve filosfer (toplam yer üstü yüzey alanı) dahil olmak üzere, bitkiyle ilişkili mikropları barındıran çeşitli habitatlar tanımlanmıştır. . P. oceanica rizosferindeki mikrobiyal topluluk, gram toprak başına binlerce takson içeren karasal habitatlarla benzer karmaşıklık gösterir. Buna karşılık, P. oceanica'nın rizosferindeki kimyaya sakaroz ve fenolikler gibi şekerlerin varlığı hakimdi.

Hücre duvarları

Deniz organizmalarından sülfatlanmış galaktanların yapıları
Soldan sağa sülfatlı polisakkarit yapılar: kırmızı alg: Botryocladia occidentalis , deniz otu: Ruppia maritima , deniz kestanesi: Echinometra lucunter , tunikat: Styela plicata

Deniz otu hücre duvarları , selüloz gibi angiosperm kara bitkilerinde bulunan polisakkaritlerin aynısını içerir. Bununla birlikte, bazı deniz otlarının hücre duvarları, kırmızı , kahverengi ve ayrıca yeşil alg gruplarından makroalglerin ortak bir özelliği olan sülfatlanmış polisakkaritlerle karakterize edilir . 2005 yılında, sülfatlanmış polisakkaritleri sentezleme yeteneğinin deniz anjiyospermleri tarafından yeniden kazanıldığı öne sürülmüştür. Deniz çayırlarının hücre duvarlarının bir başka benzersiz özelliği de apiogalakturonanlar olarak adlandırılan olağandışı pektik polisakkaritlerin ortaya çıkmasıdır .

Polisakkaritlere ek olarak , hidroksiprolin bakımından zengin glikoprotein ailesinin glikoproteinleri, kara bitkilerinin hücre duvarlarının önemli bileşenleridir. Yüksek oranda glikosile edilmiş arabinogalaktan proteinleri , hem duvar mimarisinde hem de hücresel düzenleyici işlemlerde yer almaları nedeniyle ilgi çekicidir. Arabinogalaktan proteinleri tohumlu toprak bitkilerinde her yerde bulunur ve ayrıca eğrelti otlarında , likofitlerde ve yosunlarda bulunur . Bunlar yapısal olarak , nispeten küçük protein/peptid omurgalarına (normalde molekülün %10'undan az ) hidroksiprolin yoluyla kovalent olarak bağlanan arabinogalaktanlardan (normalde molekülün %90'ından fazlası) oluşan büyük polisakarit parçaları ile karakterize edilirler. Farklı türlerde ve dokularda belirgin glikan modifikasyonları tanımlanmıştır ve bunların fiziksel özellikleri ve işlevi etkilediği öne sürülmüştür. 2020'de AGP'ler ilk kez bir deniz yosunundan izole edildi ve yapısal olarak karakterize edildi. Kara bitkisi arabinogalaktan proteinlerinin ortak omurga yapısı korunsa da, glikan yapıları, deniz otu arabinogalaktan proteinlerinin ozmoregülasyondaki rolünü düşündüren benzersiz özellikler sergiler .

Bitkilerin ikincil duvarlarının diğer bileşenleri , duvarın mekanik olarak güçlendirilmesinden sorumlu olan lignin adı verilen çapraz bağlı fenolik polimerlerdir . Deniz çayırlarında da bu polimer tespit edilmiştir, ancak bu polimer genellikle angiosperm kara bitkilerine kıyasla daha düşük miktarlardadır. Bu nedenle, deniz çayırlarının hücre duvarları, hem angiosperm kara bitkilerinden hem de deniz makroalglerinden bilinen özelliklerin kombinasyonlarını yeni yapısal unsurlarla birlikte içeriyor gibi görünmektedir. Kurutulmuş deniz otu yaprakları, kağıt yapımında veya yalıtım malzemeleri olarak faydalı olabilir, bu nedenle hücre duvarı bileşimi bilgisinin bazı teknolojik önemi vardır.

Tehditler ve koruma

Okyanus yüzeyinin yalnızca %0,1 - 0,2'sini kaplamasına rağmen, deniz çayırları kritik öneme sahip ekosistemleri oluşturur. Okyanusun diğer birçok bölgesi gibi, deniz çayırları da hızlanan bir küresel düşüşle karşı karşıya kaldı. 19. yüzyılın sonlarından bu yana, küresel deniz otu alanının %20'sinden fazlası kaybedildi ve deniz otu yatağı kaybı her yıl %1,5 oranında gerçekleşti. 72 küresel deniz otu türünden yaklaşık dörtte biri (15 tür) , IUCN'nin Kırmızı Tehdit Altındaki Türler Listesi'nde Tehdit Altında veya Tehdit Altında statüsünde değerlendirilebilir. Tehditler, fırtınalar ve hastalıklar gibi doğal faktörlerin ve habitat tahribi, kirlilik ve iklim değişikliği dahil olmak üzere antropojenik kaynaklı faktörlerin bir kombinasyonunu içerir.

Deniz otu için en yaygın tehdit, insan faaliyetleridir. Deniz çayırlarının 67 türü (%93) kıyı bölgelerindeki insan faaliyetlerinden etkilenir. Kıyı arazisi geliştirme, motorlu tekne gezintisi ve trol gibi balıkçılık uygulamaları ya fiziksel olarak deniz otu yataklarını yok eder ya da sudaki bulanıklığı artırarak deniz yosununun ölümüne neden olur. Deniz çayırları, angiosperm bitki türlerinin en yüksek ışık gereksinimlerinden bazılarına sahip olduklarından, suyun berraklığını değiştiren ve ışığı engelleyen çevresel koşullardan oldukça etkilenirler.

Deniz çayırları da değişen küresel iklim koşullarından olumsuz etkilenir. Artan hava olayları, deniz seviyesinin yükselmesi ve küresel ısınmanın bir sonucu olarak daha yüksek sıcaklıkların tümü, yaygın deniz otu kaybına neden olma potansiyeline sahiptir. Deniz otu yataklarına yönelik ek bir tehdit, yerli olmayan türlerin ortaya çıkmasıdır. Dünya çapında deniz otu yatakları için en az 28 yerli olmayan tür kurulmuştur. Bu istilacı türlerin çoğunluğunun (%64) ekosistem üzerinde olumsuz etkileri olduğu belgelenmiştir.

Deniz otunun yok olmasının bir başka önemli nedeni de kıyı ötrofikasyonudur . Kıyı şeridi boyunca hızla gelişen insan nüfus yoğunluğu, kanalizasyon ve kalkınmanın diğer etkilerinden kaynaklanan kıyı sularında yüksek besin yüklerine yol açmıştır. Artan besin yükleri, deniz yosununun azalmasına yol açan doğrudan ve dolaylı etkilerin hızlanan bir kademesini yaratır. Yüksek konsantrasyonlarda besin maddelerine, özellikle nitrojen ve fosfora maruz kalma, deniz otu verimliliğinin artmasına neden olabilirken, yüksek besin seviyeleri, sığ sularda makroalglerin ve epifitlerin ve daha derin sularda fitoplanktonların hızlı büyümesini teşvik edebilir . Yüksek besin seviyelerine yanıt olarak, makroalgler su yüzeyinde yoğun gölgelikler oluşturarak bentik deniz çayırlarına ulaşabilen ışığı sınırlar. Ötrofikasyonun neden olduğu alg patlamaları , deniz çayırlarının da oldukça duyarlı olduğu hipoksik koşullara yol açar. Kıyı tortusu genellikle anoksik olduğundan, deniz otu, ya fotosentez yoluyla ya da su sütunundaki oksijenin difüzyonu yoluyla yer altı köklerine oksijen sağlamalıdır . Deniz yosununu çevreleyen su hipoksik hale geldiğinde, deniz yosunu dokuları da hipoksik hale gelir. Hipoksik koşullar, düşük fotosentez oranlarına, artan solunuma ve daha küçük büyümeye sahip olduğu gösterilen hipoksik koşullara maruz kalan deniz yosunları ile deniz otu büyümesini ve hayatta kalmayı olumsuz etkiler. Hipoksik koşullar sonunda , organik maddenin ayrışmasının su sütununda bulunan oksijen miktarını daha da azalttığı, pozitif bir geri besleme döngüsü oluşturan deniz yosununun ölmesine yol açabilir .

Akdeniz'de olası deniz otu popülasyon yörüngeleri incelenmiştir . Bu çalışmalar, deniz yosununun varlığının sıcaklık, tuzluluk, derinlik ve bulanıklık gibi fiziksel faktörlerin yanı sıra iklim değişikliği ve antropojenik basınç gibi doğal fenomenlere bağlı olduğunu göstermektedir. İstisnalar olsa da, Akdeniz'in birçok bölgesinde gerileme genel bir eğilimdi. Latium'un güney kıyılarında %27,7 , Kuzey Akdeniz havzasında %18-38, Ligurya kıyılarında 1960'lardan bu yana %19-30 ve son 50 yılda Fransa'da %23 azalma olduğu tahmin edilmektedir. İspanya'da gerilemenin ana nedeni, yasadışı trol avcılığı ve su ürünleri yetiştiriciliği gibi insan faaliyetlerinden kaynaklanıyordu. Orta ila yüksek insan etkisine sahip alanların daha şiddetli azalmaya maruz kaldığı bulundu. Genel olarak, bilinen deniz otu popülasyonlarının %29'unun 1879'dan beri yok olduğu öne sürüldü. Bu alanlardaki azalma, Akdeniz havzasındaki ısınmanın devam etmesi halinde, 2050 yılına kadar Akdeniz'de Posidonia oceanica'nın işlevsel olarak yok olmasına yol açabileceğini gösteriyor. belirledikleri eğilimlerin dünya çapında büyük ölçekli bir eğilimin parçası gibi göründüğünü öne sürdüler.

Koruma çabaları, deniz otu türlerinin hayatta kalması için zorunludur. Deniz yosununun korunmasıyla ilgili olarak üstesinden gelinmesi gereken birçok zorluk varken, ele alınabilecek bazı önemli sorunlar da vardır. Deniz çayırlarının ne olduğu ve insan refahı için önemi konusunda toplumsal farkındalık inanılmaz derecede önemlidir. İnsanların çoğunluğu daha fazla kentleştikçe, doğal dünyadan giderek daha fazla kopuyorlar. Bu, yanlış anlamalara ve deniz otu ekolojisinin ve öneminin anlaşılmamasına izin verir. Ek olarak, deniz otu popülasyonlarının durumu ve durumu hakkında bilgi edinmek ve sürdürmek zordur. Dünya çapında birçok popülasyonla, mevcut popülasyonları haritalamak zordur. Deniz otunun korunmasında karşılaşılan bir diğer zorluk, yerel ölçekte tehdit edici faaliyetleri belirleme yeteneğidir. Ayrıca, sürekli artan insan nüfusunda, gezegenin ihtiyaçlarını dengelerken insanların ihtiyaçlarını da dengelemeye ihtiyaç vardır. Son olarak, deniz otunun korunmasını desteklemek için bilimsel araştırma yapmak zordur. Sınırlı çabalar ve kaynaklar deniz çayırlarının araştırılmasına ayrılmıştır. Bu, deniz otu popülasyonlarını korumak için çok az veya hiç planın olmadığı Hindistan ve Çin gibi bölgelerde görülür . Bununla birlikte, deniz otunun korunması ve restorasyonu, 17 BM Sürdürülebilir Kalkınma Hedefinden 16'sına katkıda bulunabilir .

Çin'de deniz yosununun korunmasıyla ilgili bir çalışmada, bilim adamları tarafından deniz yosununun nasıl daha iyi korunacağına dair birkaç öneride bulunuldu. Deniz otu yataklarının diğer ülkelerde olduğu gibi Çin koruma gündemine dahil edilmesi gerektiğini önerdiler. Çin hükümetine deniz çayırı yataklarının yakınında veya yakınında arazi ıslahını yasaklaması, kültür göletlerinin sayısını ve boyutunu azaltması, sal su ürünleri yetiştiriciliğini kontrol etmesi ve tortu kalitesini iyileştirmesi, deniz otu rezervleri oluşturması, balıkçıların deniz çayırı yatakları konusundaki farkındalığını artırması için çağrıda bulundular. ve politika yapıcılar ve deniz otu restorasyonu yapmak. Bilim adamlarının halkın katılımının önemli olduğunu öne sürdüğü Hindistan'da da benzer öneriler yapıldı. Ayrıca bilim adamları, halk ve hükümet yetkilileri, koruma politikalarını geliştirmek için geleneksel ekolojik bilgi ve sosyo-kültürel uygulamaları bütünleştirmek için birlikte çalışmalıdır.

Dünya Deniz Çayırı Günü , deniz otu ve deniz ekosistemindeki önemli işlevleri hakkında farkındalık yaratmak için 1 Mart'ta düzenlenen yıllık bir etkinliktir.

Ayrıca bakınız

Referanslar

Diğer referanslar

  • den Hartog, C. 1970. Dünyanın Deniz Otları . Verhandl. der Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen, Afd. Natuurkunde , No. 59(1).
  • Duarte, Carlos M. ve Carina L. Chiscano “Deniz otu biyokütlesi ve üretimi: yeniden değerlendirme” Aquatic Botany Cilt 65, Sayı 1–4, Kasım 1999, Sayfa 159–174.
  • Yeşil, EP ve Kısa, FT(eds). 2003. Dünya Deniz Otları Atlası . California Press Üniversitesi, Berkeley, CA. 298 s.
  • Hemminga, MA & Duarte, C. 2000. Seagrass Ecology . Cambridge University Press, Cambridge. 298 s.
  • Hogarth, Peter Mangrovların ve Deniz Otlarının Biyolojisi (Oxford University Press, 2007)
  • Larkum, Anthony WD, Robert J. Orth ve Carlos M. Duarte (Editörler) Seagrasses: Biology, Ecology and Conservation (Springer, 2006)
  • Orth, Robert J. ve ark. "Deniz otu Ekosistemleri için Küresel Kriz" BioScience Aralık 2006 / Cilt. 56 No. 12, Sayfa 987-996.
  • Kısa, FT & Coles, RG(eds). 2001. Global Seagrass Araştırma Yöntemleri . Elsevier Science, Amsterdam. 473 s.
  • AWD Larkum, RJ Orth ve CM Duarte (ed). Seagrass Biyoloji: Bir İnceleme. CRC Press, Boca Raton, FL, baskıda.
  • A. Schwartz; M. Morrison; I. Hawes; J. Halliday. 2006. Nadir bir deniz habitatının fiziksel ve biyolojik özellikleri: açık deniz adalarının gelgit altı deniz otu yatakları. Koruma Bilimi 269. 39 s. [1]
  • Waycott, M, McMahon, K ve Lavery, P 2014, Güney ılıman deniz çayırları için bir rehber, CSIRO Publishing, Melbourne

Dış bağlantılar