Araştırmacılar ekosistem değişikliklerini tahmin etmek için DNA tekniği geliştirdi

Science Daily’de yayınlanan bu makale Doğanın Çocukları Çeviri Komisyonu tarafından Türkçeleştirildi.

*

Kurtlar 1995 yılında Yellowstone‘a geri döndüğünde, bu yırtıcı hayvanların diğer hayvanlar ve bitkiler üzerindeki kademeli etkiler göstererek milli parktaki nehir yataklarını değiştireceğini kimse hayal etmemişti.

Stanford Üniversitesi tarafından geliştirilen bir metot, belirli türlerin daha yaygın hale gelmesi veya tamamen yok olması durumunda ortaya çıkan bu tarz ekosistem dönüşümlerini tahmin etmeyi hedefliyor.

Frontiers in Ecology and Evolution dergisinde belirtildiği üzere, hızlı ve düşük maliyetli bu yaklaşımda, ilk olarak hayvan dışkıları üzerinde DNA analizi yapılarak karasal ekosistemde bulunan türler arası karmaşık ilişkinin haritası çıkarılıyor.

Koruma kavramını yeniden tanımlama

Bu çalışma, alışageldiğimiz koruma kavramının yeniden tanımlanmasına, başka bir şekilde tespiti zor olan türlerin tespit edilmesine ve yerel olarak tükenmiş türlerin yeniden alana sokularak geniş alanların yeniden yabanlaştırılmasına yardımcı olabilir.

Çalışmanın başında bulunan Stanford Sosyal ve Fen Bilimleri Akademisi biyoloji doktora öğrencisi Jordana Meyer‘e göre, “Sadece bölgenin biyolojik çeşitliliğini hızlı bir şekilde çözümlemekle kalmıyoruz. Aynı zamanda, türler arasındaki dolaylı bağlantıların kapsamını belirleyebiliyor ve yırtıcı hayvanların sergilediği davranışın bir bölgedeki bitki örtüsünü nasıl etkilediği takip edebiliyoruz. Bu sayede, sistem için büyük öneme sahip olan veya savunmasız olan türler üzerinde etkiyi de gözlemleyebiliyoruz.”

Bir türün yok olması yıkıcı sonuçlara sebep olabiliyor

Nasıl ki bazı türlerin bir bölgeye yeniden dahil edilmesi, tıpkı Yellowstone’a kurtların yeniden dahil edilmesi gibi geniş etkiler gösterebiliyorsa bu türlerin yok olması da bilimsel açıdan ön görülmesi güç olan yıkıcı sonuçlara neden olabiliyor.

Temel olarak Afrika yaban hayatı üzerine yoğunlaşan Meyer, bu etkiyi Demokratik Kongo Cumhuriyeti’nde ilk elden gözlemleme şansı buldu. Gergedanlar ve filler gibi büyük otoburların yok olmasının ardından, bir zamanlar geniş alanlara yayılan otlaklar zamanla daralmıştı.

DNA yöntemi

Yaban hayatı üzerinde insan etkisi arttıkça, biyolojik çeşitlilikte yaşanan değişimin gözlenmesi, türler arası etkileşimin ölçülmesi ve ekolojik sistemin etkin bir şekilde korunması ve yönetimi için daha hızlı, daha düşük maliyetli ve müdahaleci olmayan teknolojilere ihtiyaç duyulmaktadır.

En iyi araçlardan biri, çevresel DNA olarak adlandırılan çalışmanın saç ve deri gibi hayvanlardan geriye kalan materyaller aracılığıyla yapılmasıdır. Bu yöntemde, bilim insanları ilk olarak DNA belirlemesi yapar, bunları sıralar ve ardından çevrimiçi veri tabanlarıyla karşılaştırarak belirli bir alanda bulunan organizmaları tanımlar. Canlı yakalama, hayvan izleme ve kamerayla tespit gibi geleneksel yaklaşımlara kıyasla nispeten hızlı ve daha az bakım gerektiren bir süreçtir.

Besin ağı oluşturdular

Stanford’un 1193 dönümlük Jasper Ridge Biyolojik Koruma Alanı’nda çalışan araştırmacılar; dağ aslanları gibi etoburların, gri tilkiler gibi omnivorların ve kara kuyruklu geyik gibi otoburların dışkılarını analiz etmek için kendi tekniklerini kullandılar.

Araştırmacılar, hayvanların beslenmelerinden yola çıkarak DNA tespitleri yaptılar ve oldukça ayrıntılı ve zengin veri içeren bir besin ağı oluşturdular; bu sayede bölgenin biyolojik çeşitliliğini, koruma alanındaki diğer hayvan araştırmalarına ve uzun vadeli kameralı tespit çalışmalarına kıyasla daha doğru bir şekilde tespit edebildiler.

Yırtıcıların bitkiler üzerindeki etkisi

Diğer sürprizlerin yanı sıra, bu yeni analiz sayesinde yırtıcıların bitkiler üzerinde dolaylı etkisi ortaya çıktı ve araştırmacılar yırtıcıların birbirlerine karşı nasıl mücadele ettiğini net olarak belirleyebildi. Elde edilen sonuçlar, geçtiğimiz yedi yıl içinde Jasper Ridge‘de toplanan ve ekosistemin en büyük avcısı olan dağ aslanlarının dönüşünün geyik ve çakal sayısında düşüşe neden olduğunu gösteren kamera tuzağı verileriyle karşılaştırıldı ve doğrulandı.

Önceleri nadir olarak gözlenen gri tilkiler, rakipleri olan çakalların yok olmasıyla Jasper Ridge’e geri döndü. Gri tilkiler; çakallara nazaran daha fazla bitki, daha doğrusu meyve ve tohum tüketerek beslenmektedir. Gri tilki sayısındaki artış, koruma alanındaki meyve bitkilerinin dağılımında ve bolluğunda değişikliklere neden olabilir zira memeliler tarafından sindirilen tohumlar genellikle canlı kalmaktadır. Bu bilgilere sahip olan yöneticiler, değişen hayvan ve bitki topluluklarının etkilerini tahmin edebilir ve koruma ile ilgili kararlarını bu tahminler doğrultusunda alabilir.

İstilacı türlere karşı erken uyarı

Araştırmacılar tarafından hayvan dışkılarından elde edilen DNA sayesinde, koruma alanı içinde mevcut olduğu bilinmeyen bitki ve hayvan türlerinin tespit edilmesini sağlamış ve istilacı türlere karşı erken uyarı sağlamıştır.

Stanford Sosyal ve Fen Bilimleri Akademisi Çevre Biyolojisi profesörü Elizabeth Hadly, Paul S. ve Billie Achilles bu yaklaşımla ilgili olarak şunları söyledi: “Bu yaklaşım bizi heyecanlandırıyor çünkü nasıl beslendiklerine bakarak türlerin korunan alanlarda nasıl hayatta kaldıklarını anlamanın yanı sıra, hayvanların yerli olmayan bitki ve hayvan türlerinden faydalanıp faydalanmadığını da anlamamıza yardımcı olacak.”

Hadly’nin laboratuvar çalışmaları; ABD, Güney Amerika ve Hindistan‘da hayvanların geride bıraktıkları antik DNA’lar araştırmasına öncülük yaptı.

Bu yöntemleri kullanan araştırmacılar, bazı türlerin dahil edilmesi durumunda ekosistemin nasıl tepki vereceğini önceden belirleyebilecek ve koruma alanlarının yeniden yabanlaştırılmasına yardımcı olacaktır. Örneğin Afrika’nın koruma altındaki bölgelerine Afrika kaplanının yeniden dahil edilmesinden önce bilim insanları biyolojik çeşitlilik ve alanların birbirleriyle bağlantısı üzerine çalışabilir ve aslanların dahil edilmesi durumunda, avlayacakları hayvanlar ve bütün ekolojik sistem üzerinde nasıl bir etki yaratacağını önceden belirleyebilir.

Adaptasyon ve yabanlaştırma çalışmalarına katkı

Araştırmacılar, oluşturdukları bu modeli Afrika’nın korunan bölgeleri boyunca yaymayı ve bu şekilde stratejik yeniden adaptasyon ve yabanlaştırma çalışmalarına destek olmayı hedefliyor. Meyer, “Buna benzer tekniklerin, dünyanın herhangi bir bölgesinde bulunan doğal türlerin korunmasına ve izlenmesine yardımcı olacağı konusunda umutluyum” diyor.

*

Hadly; aynı zamanda Stanford Jasper Ridge Biyolojik Koruma Alanı’nda fakülte yöneticisi, Stanford Bio-X ve Stanford Woods Çevre Enstitüsü üyesidir. Araştırmaya dahil olanlar arasında, araştırma sırasında Stanford’da doktora sonrası biyolojik araştırma görevini yürütmekte olan Kevin Leempoel ve Gianalberto Losapio da bulunuyor.

Makalenin İngilizce aslına buradan ulaşabilirsiniz.