Yunanca fito (bitki) ve plankton (sürüklenen) kelimelerinden türetilen fitoplankton, hem tuzlu hem de tatlı suluda yaşayan mikroskobik bir organizmadır. Bazı fitoplanktonlar bakteri, bazıları protist ve çoğu tek hücreli bitkilerdir. Yaygın türler arasında siyanobakteri, silika kaplı diatom, ateşrengi alg, yeşil alg ve kireç taşı kaplı kokolitofor var. Okyanusları kaplayan bu canlılar dünyadaki oksijenin yarısını üretirler. Dünya okyanuslarında yüzbinlerce fitoplankton türü yaşıyor ve her biri belirli su koşullarına uyum sağlamış.
Denizlerin ağacı fitoplanktonlar
Kara bitkileri gibi, fitoplanktonlar da güneş ışığını klorofil ile yakalıyor ve fotosentez ile bunu kimyasal enerjiye dönüştürüyor. Karbondioksiti tüketir ve oksijen verirler. Tüm fitoplanktonlar fotosentez yapar, ancak bazıları diğer organizmaları tüketerek ek enerji alıyor.
Fitoplankton büyümesi karbondioksit, güneş ışığı ve besine bağlı. Kara bitkileri gibi, fitoplankton da türe göre nitrat, fosfat, silikat ve kalsiyum gibi besin maddelerine ihtiyaç duyar. Bazı fitoplanktonlar nitrojeni sabitler (nitrojeni amonyak gibi gazlara dönüştürmek) ve nitrat oranının düşük olduğu bölgelerde büyüyebilirler. Ayrıca düşük demir oranları nedeniyle okyanusta eser miktarda demir olması gerekir. Su sıcaklığı, tuzluluk, su derinliği, rüzgar ve yırtıcı hayvanlar fitoplankton büyüme oranını etkiler.
Fitoplankton birkaç gün veya hafta içinde şiddetle büyüyebiliyor. Bu uydu görüntüleri, 11 Ekim ile 25 Ekim 2009 tarihleri arasında Yeni Zelanda'nın doğusunda kaydedildi.
Fitoplankton koşullar uygun olduğunda şiddetle büyüyebiliyor, bu olaya çiçeklenme denir. Çiçeklenme okyanustaki yüzlerce kilometrekareyi kaplar ve uydulardan kolayca görülür. Çoğalma birkaç hafta sürebilir ancak bir fitoplanktonun ömrü nadiren birkaç günü geçer.
Fitoplanktonun önemi
Besin ağı
Fitoplankton, hayvan benzeri mikroskobik zooplanktondan tonlarca ağırlıkta balinalara kadar her şeyi besleyen birincil üreticidir. Küçük balıklar ve omurgasızlar da bu bitki benzeri organizmalar ile besleniyor ve sonra daha büyük hayvanlar tarafından yeniyorlar. Sudaki besin ağının temeli olan fitoplankton olmadan denizlerde yaşam olmazdı.
Fitoplankton ayrıca ölüm veya hastalık habercisi olabiliyor. Bazı fitoplankton türleri, güçlü biyotoksin üretir ve "kırmızı gelgit" yani zararlı alg çoğalmasına neden olur. Bu zehirli çoğalma deniz yaşamını ve kontamine deniz ürünlerini yiyen insanları öldürebiliyor.
Fitoplankton başka şekillerde de toplu ölüme neden olur. Büyük bir çiçeklenmeden sonra ölü fitoplanktonlar okyanus veya göl tabanına batar. Fitoplanktonu parçalamaya başlayan bakteriler sudaki oksijeni tüketerek hayvanların boğulmasına neden olur; sonuç "ölü bölge" olur.
İklim ve karbon döngüsü
Fitoplankton fotosentez yoluyla ormanlara ve diğer kara bitkilerine eşdeğer ölçekte karbondioksit tüketir. Fitoplankton öldüğünde taşıdığı karbonla beraber okyanusun farklı katmanlarına sürüklenir. Bir kısmı derin okyanusa batarak orada tam karanlık içinde yaşayan sıra dışı canlılara besin olur.
Atmosferden okyanusa taşınan karbondioksitin çoğu fitoplankton geliyor. Fotosentez sırasında karbondioksit tüketilir ve karbon, tıpkı ağaçta ve ağacın yapraklarında depolanması gibi fitoplankton tarafından depolanır. Fitoplankton yendiğinde veya bozunduğunda karbonun çoğu yüzeye yakın sulara döner, ancak bazıları okyanus derinliklerine iner.
“Biyolojik karbon pompası” olan fitoplanktonlar her yıl atmosferden okyanusun derinliklerine yaklaşık 10 gigaton karbon aktarıyor. Fitoplankton büyümesindeki küçük değişiklik bile, atmosferik karbondioksit oranını etkileyerek küresel yüzey sıcaklığını değiştiriyor.
Bilimde fitoplankton kullanımı
Fitoplanktonlar doğal renkli uydu görüntülerinde renkli girdaplar gibi görünür. Bilim adamları bu gözlemleri sudaki klorofil konsantrasyonunu tahmin etmek için kullanır.
Fitoplankton dolu su yeşilimsi, kırmızımsı veya kahverengimsi olabilir. Kokolitoforu (fitoplankton türü alg) kaplayan kireçli pullar suyu süt beyaz veya parlak maviye döndürür. Bilim adamları, okyanustaki klorofil oranını ve fitoplanktonun biyokütlesini tahmin ederken okyanus rengindeki bu değişikliği kullanıyor.
Fitoplankton nasıl çoğalıyor?
Rüzgar fitoplankton dağılımında güçlü rol oynar çünkü besinle yüklü derin suların yüzeye çekilmesine neden olan akımlar başlatır. Fitoplanktonlar en çok yüksek enlemlerde yaygınlar. Ekvator boyunca ve kıyı şeridine yakın yerlerde görülürler. Besin seviyesinin düşük olduğu uzak okyanuslarda ise kıtlar.
Karadaki bitkiler gibi, fitoplanktonun büyümesi de mevsime bağlı. Güneş ışığının arttığı ve kış fırtınasının azaldığı ilkbahar ve yaz aylarında fitoplankton üremesi yükseliyor. Bununla birlikte küresel fitoplankton sayısındaki yıldan yıla değişimin en büyük nedeni El Nino-Güney Salınımı (ENSO) olur. El Niño ile muadili La Niña arasındaki geçiş sırasında besin açısından zengin derin sular yükselerek fitoplankton üretkenliğinde artış sağlar.
Küresel ısınma ve fitoplankton
Fitoplankton okyanus biyolojisi ve iklim için çok önemli olduğundan, sayılarındaki herhangi bir değişiklik biyolojik çeşitlilik, balıkçılık, insan gıda arzı ve küresel ısınma hızı üzerinde önemli etkiye sahip oluyor.
Artan atmosferik sera gazları okyanus yüzeyini ısıtarak fitoplankton üretkenliğini azaltıyor. Isınan yüzey suyu katmanlaşarak derin sudaki besinlerin yüzeye çıkmasını engelliyor. Okyanusun %70'i zaten iyi karışmayan katmanlardan oluşuyor.
Bilim adamları on yıllardır uydu gözlemlerinde bu eğilimi arıyor ve çalışmalar küresel fitoplankton üretkenliğinde halihazırda küçük bir düşüş olduğunu göstermiştir. Örneğin, son yirmi yılda subtropikal okyanus girdabı (en az verimli okyanus alanları olan deniz çölleri) bölgesinde artış olduğu belgelenmiştir. Yükselen okyanus yüzey sıcaklığı onları genişletiyor.
Önümüzdeki yüzyılda karbondioksit oranı arttıkça, okyanuslar daha tabakalı hale gelecek. Yükselen su miktarı azaldıkça, diatomlar gibi büyük fitoplankton popülasyonlarının azalacağı tahmin ediliyor.