TÜBİTAK 1001, Proje no:119Y265: Göllerde İklim Değişimi Kaynaklı Aşırı Karasal Çözünmüş Organik Madde (tDOC) Yüküne Karşı Mikrobik ve Planktonik Komünitelerin Dayanıklılığı (Resistance), Esnekliği (Resilience) ve İyileşmesi (Recovery): Mezokozm –temelli Deneysel Araştırma (Kısaltma: R3-DOC)

Finanse eden: TUBITAK, bütçe: 746,712.00 TL

Yönetim: Prof. Dr. Meryem Beklioğlu (PI), Assist. Prof. Dr. Emmanuel (Manolis) LADOUKAKIS (Araştırmacı), Assoc. Prof. Dr. Efe Sezgin (Araştırmacı)

Proje Giriş:

Küresel iklim değişimi, tür çeşitliliğinde ciddi kayıplara yol açarak, tatlı su ekosistemlerinin yapısını ve fonksiyonunu tehdit etmektedir (Woolway ve Merchant, 2019). Çeşitli iklim modelleri yağış yapısında Kuzey ılıman iklim (IPCC, 2014) ve Akdeniz iklim kuşaklarında (Polade vd., 2017) ani seller öngören ve Türkiye'de güncel etkilerini görebileceğimiz (Oktay Akkoyunlu vd., 2019) büyük değişiklikler tahmin etmektedir (Knutti ve Sedláček, 2013). Yağış rejimlerindeki bu tür değişlikler akuatik komüniteleri, havzadan yağış-akış yoluyla gelen, çözünmüş, partikül organik ve inorganik maddeleri içeren çeşitli formda materyalin transferinin artışına maruz bırakmaktadır (IPCC, 2007; HELCOM, 2007). Bu maddelerden özellikle karasal çözünmüş karbon (tDOC), göl ekosisteminin yapısı ve fonksiyonu üzerinde derin bir kontrole sahiptir (Robidoux vd., 2015; Seekell vd., 2015). Akuatik sistemlerde fazla tDOC yüklenmesi, türbidite ve besin ulaşılabilirliği artışına sebep olarak, birincil üreticilerin kompozisyon ve biokütlesinde, mikrobik üretimde, biyojeokimyasal süreçlerde ve besin ağı dinamiklerinde değişikliğe sebep olabilir (Degerman vd., 2018).

Proje Hedefleri:

Önerilen mezokozm deneyi ile komünitelerin tDOC müdahalesine tepkisi, dayanım, elastikiyet ve iyileşme yönünden test edilebilecektir. Komünitelerin dayanımı (müdahalelere olan duyarsızlık) ve iyileşmesi, müdahale (tDOC müdahalesi) öncesi ve sonrası komünite yapısının incelenmesiyle anlaşılacaktır. Ayrıca, elastikiyet (iyileşme hızı), iki tekrarlı pals müdahale sonrası alınan örneklerin incelenmesiyle anlaşılacaktır. Son olarak, komünitelerin fonksiyonel yedeklenmesi (redundancy) test edilecektir.

Hipotezler:

Daha dayanımlı ve esnek sistemlerin, müdahale sonrası daha hızlı iyileşmesi ve sistemin ilk yapısına daha benzer olması beklenmektedir. Ayrıca, sistem daha yedekli oldukça, taksonomik yapı ve komünite değişirken fonksiyonel çeşitliliğin benzer olması beklenmektir. Böylece son yıllarda aratan taşkın yapan aşırı yağışlar sonucu göl ekosistem besin ağının temeli oluşturan planktonik grupların tepkisi belirlenerek ileride olabilecek değişimlerin önceden öngörerek olası azaltım, uyum ve yönetim planları sunulacak ve ilgili birimlerle paylaşılacaktır.

Yöntem:

Tatlı su komünitesinin, Akdeniz iklimi bölgelerinde yaşanan ani seller ile gelen çözünmüş organik karbon (DOC) etkisine nasıl cevap verdiğini test etmek için, kontrollü deney kurulumu olan ODTÜ Mezokozm Sistemi kullanılacaktır. Önerilen Mezokozm sistemi, 4 tekrarlı kontrol, 4 tekrarlı lokal DOC ve 4 tekrarlı oldukça standardize HuminFeed DOC içeren faktörel tasarım izleyecektir (2 faktör x 4 tekrar). Ani selleri taklit etmek için, DOC mezokozm tanklarına tekrarlayan pals yapıda 9 haftalık bir deneyin 2inci ve 6ıncı haftalarında verilecektir. İlk ve ikinci pals öncesi ve sonrasındaki müdahalenin sistem dinamiklerinde yarattığı değişikliklerin, dayanım, elastikiyet ve iyileşme perspektifinde, tür ve fonksiyonel karakter çeşitliliği, tür/komünite bolluk ve biokütle incelemeleri ile araştırılması planlanmaktadır. Mikrobik ve plankton komüniteleri günlük ve haftalık örnekleme zaman aralıkları ile incelenecektir. Mikrobik ve planktonik komünite yapısında detaylı bir inceleme gerçekleştirmek için, 16SRNA ve 18SRNA Illumina amplikon dizilemesi içeren yeni nesil dizileme (Next generation sequencing, NGS) yöntemi, Flow sitometre (akışlı hücre ölçer) ve mikroskobik metotlarla ulaşılmış biokütle hesapları kullanılacaktır.