Bilmezsek Koruyamayız: Amerika Ulusal Çevre Koruma Ajansı ve Bilim İnsanları, Büyük Gölleri Korumak İçin Bir Araya Geldi!

Büyük Göller (İng: "Great Lakes"), Kuzey Amerika'da, Kanada-ABD sınırında bulunan, birbirine bağlı 5 tatlısu gölünden oluşuyor. Bu göller topluluğu, Dünya'daki tatlı su havzasının %21’ini oluşturuyor ve gezegenimizdeki en büyük tatlı su havzası olarak biliniyor. ABD ve Kanada’daki bu göller (Superior, Michigan, Huron, Erie ve Ontario gölleri), civarında yaşayan yaklaşık 40 milyon insana çeşitli ekosistem hizmetleri sağlıyor.

Ticari denizcilik, ticari balıkçılık ve hobi balıkçılığı endüstrisi için oldukça önemli olan bu göller, haliyle istilacı türler gibi dış tehditlere de fazlasıyla maruz kalıyor. Bu beş büyük gölde bildiğimiz yaklaşık 180 ayrı, göle özgü olmayan, dışarıdan tanıtılmış tür bulunuyor. Daha da önemlisi, Kanada ve ABD’de bilimsel camia ne kadar iyi olursa olsun, bu göllerin biyolojik çeşitliliğini anlamak adına çalışmalar yeni yeni yapılmaya başlandı.

Benim de Kanada koordinatörlüğünü yürüttüğüm Büyük Göller DNA Barkodlama Projesi, genetik yöntemler kullanarak bu göllere dair bilinmezleri ve keşfedilmemiş biyolojik istila vakalarını anlamayı amaçlıyor. Bu proje, yakın gelecekte olabilecek insan kaynaklı tehditlere hızlı cevap verebilmemiz için göllerin biyoçeşitliliği ile ilgili bize referans noktası oluşturacak ve çeşitli sebeplerden dolayı biyoçeşitlilikçe fakir olan bölgelerin restorasyonu ve korunması için bize fikir verecek.

İnsanların akıl ve vücut sağlığı için önemi bilinen tatlı su biyolojik çeşitliliği üzerindeki insan kaynaklı değişikliklerin anlaşılması, yaşadığımız yüzyılda biz bilim insanlarının başa çıkmaya çalıştığı zorlu görevlerden biri. Sucul biyoçeşitliliğin takibi ve yönetilmesi pek çok farklı alanda iş birliği gerektiriyor. Sadece üniversiteler ve hükümet kurumları değil, aynı zamanda sucul kaynaklardan doğrudan yararlanan çiftçiler, balıkçılar, küresel ulaşım şirketleri ve politika belirleyiciler gibi pek çok kurum da bu işbirliğinin bir parçası olmalı ki, çevresel risk değerlendirme, politika oluşturma ve bu doğal kaynakların yönetilmesi daha bütüncül ilerleyebilsin.

Bu da bizi projemizin ana temasına getiriyor: Bir şeyi korumak ve yönetmek için önce onu anlamamız gerekiyor. Büyük Göller için bunun yolu, biyolojik tür çeşitliliğinin miktarını anlamaktan geçiyor.

Ne yazık ki şimdiye kadar tür çeşitliliğini anlamada kullandığımız yöntemler çok ölçeklenebilir değildi. Biyolojide canlıların sınıflandırılmasını duymuşsunuzdur. Biz biyologların canlıları sınıflandırırken kullandığı çeşitli yöntemler var: dış görünüş (morfolojik) özellikleri veya genetik kodlarındaki farklılıklar/benzerlikler gibi... Bu beş büyük göldeki bildiğimiz çoğu tür, boyut olarak çok küçük ve bu nedenle muhafaza edilmesi de oldukça zor. Bu demek oluyor ki, bu göllerdeki çeşitliliği anlamak istersek sadece morfolojik bilgiyi kullanarak tür tayini yapmak çoğu zaman çok zor; hatta bazen mümkün değil. Binlerce farklı canlı grubu için, binlerce ayrı grupta uzmanlaşmış taksonomistleri sürece dahil etmemiz gerekir, bu da haliyle çok uygulanabilir bir durum değil. Dolayısıyla, taksonomistlerin yer aldığı geleneksel çalışmalarda çoğu canlı ya cins/takım düzeyinde tanımlanıyor ya da tamamen görmezden geliniyor.

Peki çözüm yok mu? Var. DNA barkodlama yöntemi (yani DNA dizisindeki benzerliklere göre canlıların gruplara atanması), bu gibi büyük ölçekli çalışmalar için ideal; çünkü binlerce numuneye dijital bir tür tanımı, yani "DNA barkodu" verildikten sonra, taksonomistlerin desteğini almak daha da kolay olacak. DNA barkodlama yöntemi aynı zamanda ölçeklenebilir, standart hale getirilmiş bir işlem demek. Örneğin morfolojik olarak tanımlayamadığımız canlılara bile bu yöntemle bir isim verebilecek, onları bir gruba sokabileceğiz. Taksonomi bilgisini dijital hale getirdiğimizde ihtiyacımız olan şey, taksonomi uzmanlığından ziyade, DNA dizileme teknolojilerine erişim olacak - ki gün geçtikçe bu teknolojiler hem daha taşınabilir hem de daha ucuz hale geliyor.

Dahası da var: DNA barkodlama yöntemini kullanarak sudan örnek alıp canlılarin suda bıraktığı eser miktardaki DNA bilgisiyle ("çevresel DNA", İng: "Environmental DNA"), sucul ekosistemdeki bütün canlıları izleme imkanımız da söz konusu.

Büyük Göller DNA Barkodlama Projesi, Amerika Ulusal Çevre Koruma Ajansı (EPA) tarafından finansal olarak destekleniyor ve Büyük Göller'de yaşayan sucul omurgasız canlılar için genetik barkod kütüphanesi oluşturmayı hedefliyor. Amacımız, biyoizleme yöntemlerini iyileştirmek, istilacı türlerin erken tespitini sağlamak ve bu sucul kaynakların yönetimine bilimsel bilgi ile katkıda bulunmak. Nihai amacımız ise bu göllerdeki biyoçeşitliliği; iklim değişikliği, kirlilik ve istilacı türlerden korumak.

National Geographic Cemiyeti, 2013

Projemiz 2 yıl önce başladığında pek çok Büyük Göller türüne dair sadece sınırlı genetik bilgiye sahiptik. Büyük Göller'in boyutça çok büyük olması ve öngördüğümüz büyük miktardaki biyoçeşitliliği de araştırma sürecinin ortak çalışmaya dayalı olmasını zorunlu kıldı. Proje kapsamında ABD ve Kanada’dan, EPA ile beraber Cornell Üniversitesi, Buffalo State Üniversitesi, Notre Dame Üniversitesi ve de Guelph Üniversitesi Biyoçeşitlilik Genomiği Merkezi dahil olmak üzere pek çok taksonomi uzmanı, moleküler biyolog ve ekolog ve sucul biyologlar bir arada çalıştık.

2020 şubat ayında bilim insanları ve Amerika Ulusal Çevre Koruma Ajansından temsilciler olmak üzere Cornell Üniversitesi Biyolojik Arazi İstasyonunda bir araya geldik. Taksonomiden biyoçeşitliliğe, ekolojik ve genetik analizden taşınabilir DNA dizileme teknolojilerine ve DNA’yi kullanarak yapılan biyoizleme yöntemlerinin geleceğine dair pek çok şey konuştuk. Halihazırda yüzlerce numunemiz analiz edilmeyi beklese de şu ana kadarki işbirliğimiz 300’den fazla omurgasız canlı türüne ait 1000’den fazla DNA barkodu bilgisi üretmemizi sağladı.

Elde ettiğimiz bu çeşitlilik 10’dan fazla omurgasız canlı sınıfına ait ve bu bilgi bize bu göllerde bulunan istilacı ve doğal türlerin takibi için müthiş bir kaynak sağlayacak!

Aynı zamanda yanlış taksonomik bilgilerin düzeltilmesinde de oldukça işimize yarayacak. Projemiz ilerledikçe, araştırma grubumuz içinde ve dışında numunelerin, kaynakların, yeni fikir ve araştırma yöntemlerinin paylaşılması bizi daha da teşvik etti.

DNA bilgisinin elde edilmesi için gönderilen her bir numune pek çok karışık duyguyu da içinde barındırıyor, projenin sonuna yaklaşmış olmanın verdiği memnuniyet hissi, sonuçları beklerken duyduğumuz sabırsızlık ve kim bilir belki de genetik bilgiyi kullanarak keşfedeceğimiz yeni türlerin heyecanı...

Not: Bu yazıya katkı sağlayan Christopher C. Marshall, Lars Rudstam, David M. Lodge, R. Edward DeWalt, Paul W. Simonin, Elizabeth Whitmore, Lyubov Burlakova ve Kristy Deiner'e teşekkür ederiz. Bu proje, ABD Ulusal Çevre Ajansı (U.S. EPA) tarafından desteklenmiştir.

doi: 10.47023/ea.bilim.8934