Su yosunu ormanlarına bugüne kadarki en ayrıntılı bakış, görünmeyen parazitlerin tür etkileşimlerine hakim olduğunu buldu
Parazitlerden bahsetmek bile bazı insanların derisini taramaya yetebilir. Ancak son UC Santa Barbara doktora mezunu Dana Morton’a göre, bu ürpertici yaratıklar önemli ekolojik nişleri işgal ediyor ve ona göre çoğu zaman gözden kaçan rolleri yerine getiriyorlar.
Bu nedenle Morton, parazitleri içeren en kapsamlı ekolojik besin ağını yayınladı. Yapımında sekiz yıl, veri kümesi 942 tür arasındaki 21.000’den fazla etkileşimi içerir ve tümü ayrıntılı bir şekilde açıklanmıştır. Dergide yayınlanan ayrıntılı açıklama Bilimsel Veriler, temel araştırma, koruma çabaları ve kaynak yönetimi için bir nimettir.
Bir ekosistemde kimin kimi yediğini veya trofik etkileşimleri anlamak, biyologlar için en önemli bilgidir. Bu ilişkiler tek başına araştırmacılara bir sistem, karmaşıklığı ve hatta genel sağlığı hakkında çok şey söyleyebilir. Bununla birlikte, ekolojistler, bu etkileşimleri incelerken parazitleri genellikle göz ardı ederler, çünkü belki de parazitoloji, tıp bilimlerinden ortaya çıkan ekoloji alanına daha yeni katılmışlardır.
Morton, “Ama onları öğrendikten sonra parazit etkileşimlerini gözden kaçıramazsınız” dedi. “Sistemdeki etkileşimlerin yarısını görmezden gelirseniz, o sistemde neler olup bittiğini gerçekten bilmiyorsunuz.”
Ekoloji, Evrim ve Deniz Biyolojisi Bölümü’ndeki akıl hocaları Armand Kuris ve Kevin Lafferty tarafından yönetilen önceki çalışmalar, nehir ağzı besin ağlarında parazitlerin yaygın olduğunu buldu. Ancak Morton, daha çeşitli bir ekosistemin üstesinden gelmek istedi. Kaliforniya’daki yosun ormanları üzerinde yürütülen araştırmalar göz önüne alındığında, mevcut bir ağa parazitleri ve küçük, serbest yaşayan omurgasızları eklemenin yeterince kolay olacağını düşündü. Ancak yosun ormanı için derlenen önceki besin ağlarının üzerine inşa edilemeyecek kadar kaba olduğunu hemen fark etti. Küçük balıkları yiyen büyük balıklara odaklandılar, ancak memelilere, kuşlara ve omurgasızlara daha az ilgi gösterdiler. Sıfırdan başlaması gerekecekti.
Kapsamlı bir çaba
Önce Morton, yosun ormanını yuva olarak adlandıran türlerin bir listesini hazırladı. O ve ortak yazarları, temelde bulabildikleri her güvenilir kaynağı kullandılar. Literatür incelemelerini incelediler ve Santa Barbara Kıyıları Uzun Vadeli Ekolojik Araştırma Programı ve Kanal Adaları Milli Parkı Kelp Ormanı İzleme programı gibi uzun vadeli araştırma projelerinden veri aldılar. Aynı zamanda diğer dalgıçları da aradı ve bu yeterli olmadığında, Morton ve ekibi kendi alan örneklemelerini gerçekleştirdi.
Morton, aralarında Milton Love, Bob Miller, Christoph Pierre, Christian Orsini ve UC Santa Barbara’dan Clint Nelson’ın da bulunduğu süreç boyunca lisans öğrencisi gönüllüler ve uzmanlardan aldığı yardımları özellikle kabul etti; UC Santa Cruz’dan Mark Carr; Cabrillo Deniz Akvaryumu’ndaki Ralph Appy; ve Channel Islands Milli Parkı’nda David Kushner.
Yazarların bir sonraki görevi, öncelikle üç türe ayrılan tüm etkileşimleri ayırt etmekti: yırtıcı-av, parazit-konakçı ve yırtıcı-parazit. Morton’un genel kuralı, her hayvanın bir şeyler yemesi gerektiği ve her düğümün en az bir bağlantısı olması gerektiğiydi.
Kısa süre sonra, yetişkinlerin ve gençlerin besin ağlarında genellikle farklı rollere sahip oldukları ve diğer besin ağlarının genellikle içerdiğinden daha fazla ayrıntı gerektirdiği anlaşıldı. Bu aynı zamanda akademik literatürü ve veri tabanlarını incelemeyi, saha gözlemleri ve diseksiyonları yürütmeyi ve uzman araştırmacılarla konuşmayı gerektiren kapsamlı bir görevdi.
Morton, avcı-av ve parazit-konukçu ilişkileri hakkındaki bilgileri birleştirerek, kesinlikle mantıksal akıl yürütmeye dayalı bazı ilişkiler çıkarabildi. Örneğin, bu, yutulan bir parazitin ölme olasılığının olup olmadığını veya konağı yiyen avcıyı enfekte edip etmediğini belirlemeye yardımcı oldu.
Belirli bir türe veya yaşam evresine karşılık gelen besin ağındaki her düğümün girişinde bir referansı vardı. Aslında, Morton tüm web’in meta verilerle dolu olduğundan emin oldu. “Besin ağlarının sadece nasıl bir araya getirildiklerini bilmediğiniz bu kara kutular olmasını istemiyoruz, bu yüzden onları uygun şekilde nasıl kullanacağınızı bilmiyorsunuz,” dedi.
Belirsizliğe özellikle dikkat ediyordu ve onbinlerce varsayılan ilişkinin her birine olan güvenini tahmin ediyordu. Örneğin, belirli parazitler, herhangi bir uzmanlıktan ziyade nadir oldukları için yalnızca bir veya iki örnekte ortaya çıkabilir. Konakçılar ve parazitler arasındaki gözlenmeyen ancak gerçek etkileşimler, besin ağında yanlış bir olumsuzluk yaratır.
Bu nedenle Morton, her potansiyel konakçı-parazit etkileşimi için yanlış negatif bağlantı olasılığını tahmin etti. Mevcut olmayan bir etkileşimde% 50’den fazla yanlış negatif değiştiyse, bunu ağdaki bir bağlantı olarak atadı. Ayrıca, genel hatayı azaltmak için özellikle yanlış negatiflere eğilimli parazit türlerini de ortadan kaldırdı.
Ayrıca, onbinlerce varsayılan ilişkinin her birine olan güveninin bir tahminini de dahil etti.
Balıklar ve dev yosun yaprakları yukarıdaki güneş ışığında sürüklenirken, yaklaşık bir düzine mor kestane resifte geziniyor.
Morton’un karşılaştığı en büyük zorluk, projenin ne zaman tamamlandığını bilmekti. Okyanusta birkaç keskin uçurum vardır; ekosistemler inanılmaz derecede birbirine bağlıdır ve yosun ormanında yaşayan birçok tür, Güney Kaliforniya’daki diğer ekosistemlerde de yaşar. Bu proje, tüm Doğu Pasifik’in bir hesabı olma yolunda ilerleyebilirdi.
Morton, balonlaşmasını önlemek için çalışmayı dev yosunun derinlik aralığındaki kayalık resifle sınırladı. Ayrıca virüsleri ve bakterileri dahil etmek için hiçbir girişimde bulunmadı ve birçok fitoplankton türünü belirtmedi. Sonunda, besin ağı, eklemelerin ağın genel yapısını değiştirmediği bir noktaya ulaştı ve ağın tam bir hesaba doğru yaklaştığını gösterdi.
Karmaşık bir sistem
Morton’un yıllarca süren çalışmaları, 492 serbest yaşayan tür ve 450 parazitten oluşan kapsamlı bir besin ağı ortaya çıkardı. Belirli yaşam aşamalarını hesaba katmak, toplam düğüm sayısını aralarında 21.956 bağlantıyla 1.098’e getirir.
Morton, “Bu gerçekten yapısal olarak karmaşık bir deniz ekosistemi için ilk besin ağı, bu gerçekten dinamik ve açık” dedi. Genellikle gözden kaçan organizma gruplarını hesaba kattıktan sonra ağın genişlemesine hayran kaldı. Küçük, serbest yaşayan omurgasızlar da dahil olmak üzere ağ boyutunu ikiye katladı. Parazit etkileşimleri eklemek onu tekrar ikiye katladı.
Sonuçlar başından beri şüphelendiği bir şeyi vurguluyor: “Bir besin ağı kurmaya karar verseniz de istemeseniz de (ki bunu tavsiye etmem)” diye şaka yaptı, “yine de sisteme katılan parazitleri düşünebilirsiniz. Etkileşimlerinizin yarısını kaçırıyorsunuz[‘resminizimuhtemelenkaçırıyorsunuz”[‘resmininçoğunukaçırıyorsunuz”[‘reprobablymissingahugepartofthepicture”[‘reprobablymissingahugepartofthepicture”
Parazitler, yosun ormanındaki besin ağında, projesine ilham veren nehir ağzı besin ağlarından daha da yaygındı. Morton’a göre parazit dolu bir besin ağı sağlıksız görünse de, aslında bu iyi bir işaret çünkü parazitlerin yaşam döngülerini tamamlamak için genellikle karmaşık besin zincirlerine ihtiyacı var. “Çok sayıda parazit bulmak, sağlam trofik yapıların ve yüksek tür çeşitliliğinin olduğunu gösterir” dedi.
Parazitler yalnızca yosun ormanı onlar için pek çok fırsat sağladığı için mevcuttur. Kelp ormanları, özellikle Point Conception’ın kuzeyindeki soğuk su toplulukları ile Güney ve Baja California’nın ılık su topluluklarının birleştiği yerde bulunan Santa Barbara Kanalı’nda bulunan biyolojik çeşitlilik açısından iyi bilinen yerlerdir.
Morton’un Deniz Bilimleri Enstitüsü danışmanı eş yazar Kevin Lafferty, “Yosun ormanındaki besin ağlarına yapılan bu yeni bakış, balıkları arka koltuğa oturtuyor” dedi. “Eylemin çoğu omurgasızlarda. Ve bu omurgasızların çoğu parazitlerdi.”
Morton, kuşları ve memelileri son konakçıları olarak kullanan çok sayıda parazit bulduğunda şaşırdı. Bu, kuşların ve memelilerin yosun ormanı ekosisteminde beklediğinden daha büyük bir varlığa sahip olduğunu gösteriyor.
Sonraki adımlara gelince, Morton halihazırda yosun ormanı besin ağını literatürdeki parazitleri içeren birkaç diğer gelgit ve göl besin ağlarıyla karşılaştırmaya başladı. Ayrıca deniz yosunu ormanı besin ağının okyanus ısındıkça nasıl değişebileceğini incelemeyi planlıyor. Ancak verilerini yayınlamanın asıl amacının, yosun ormanı ekosistemlerindeki koruma çabalarını ve kaynak yönetimini bilgilendirmek olduğunu söyledi.
Ekosistemleri incelerken, genellikle verilerde çok fazla değişkenliğe yol açan büyük bir bilinmeyenler bulutu vardır. Morton, “Bunu yapmaktaki umudum, insanlara gördüklerini daha mekanik bir şekilde anlamaları için kaynaklar sağlamaktı” dedi, çünkü artık temelde bu ekosistemde meydana gelebilecek her şeyin bir haritasına sahipler. . ”
Dana N. Morton vd. Kaliforniya, Santa Barbara Kanalı’ndaki yosun ormanları için parazitleri içeren bir besin ağı, Bilimsel Veriler (2021). DOI: 10.1038 / s41597-021-00880-4