Deniz biyoloğu Dimitri Deheyn, Scripps Oşinografi Enstitüsü'ndeki bir odada izole edilmiş bir akvaryuma doğru yürüyor. Etrafında mavi fıçılarda pompalar çalkalanıyor, lastik çizmeler beton zeminde gıcırdıyor ve gelgit yosunlarının tatlı kokusu havayı dolduruyor. Deheyn deneysel akvaryumun menteşelerini açıyor ve sıra sıra dizilmiş anemonları inceliyor. Sonra elini suya daldırıyor, omurgasızlardan birini bir petri kabına aktarıyor ve araştırmacıların canlı organizmaların ışıkla nasıl etkileşime girdiğini incelediği bir oda olan fotobiyoloji laboratuvarına yürüyor.
Deheyn, fotobiyoloji laboratuvarının ışıklarını kapatıyor ve bir inç suda duran anemon, ultraviyole (UV) spot ışığının altına yerleştiriliyor. Cansız yaratık parlak bir yeşil renkte parlamaya başlıyor. Bu dönüşüm biyofloresansın bir sonucudur — benzersiz proteinlerin ışığın belirli dalga boylarını, yani UV ışığını emdiği ve bunları farklı dalga boylarında geri dönüştürdüğü bir süreç. Bir organizmadaki protein türüne bağlı olarak, diğer moleküler faktörlerin yanı sıra, canlılar neon yeşili, mavi, sarı veya turuncu gibi renkler oluşturabilir.
Bunun gibi gelgit anemonları inanılmaz derecede dayanıklıdır. Günde iki kez, her gün, birçok anemon türünün yaşadığı gelgit tamamen değişir. Yüksek ve alçak gelgit arasında açıkta kalan alandaki değişim, ekosistem sakinlerine iki seçenek bırakır: değişimden sağ çıkmak ya da yok olmak. Gelgit anemonları bu değişimle başa çıkmak için özel adaptasyonlar geliştirerek bu aşırı uçlarda gelişmelerine olanak sağladı ve bilim insanları bu adaptasyonlardan biri hakkında daha fazla şey keşfetti.
Mart ayında Proceedings of the National Academy of Sciences'da yayınlanan bir çalışmada araştırmacılar, gelgit anemonlarındaki bir proteinin floresan çıkışını artırırken antioksidan bir özellik sağladığını buldular. Antioksidanlar, organizmaları strese sokan etkenlerin yarattığı tehlikeli kimyasallar olan serbest radikalleri detoksifiye eden bileşiklerdir. Stres faktörlerine karşı yeni bir biyokimyasal savunma kaynağı sunan bu protein, değişen okyanusta anemonlar için yaşam ve ölüm arasındaki fark olabilir.
Canlıların aşırı sıcaklıklar gibi değişimlerle başa çıkmasına yardımcı olabilir ve anemonların hayatta kalma ve genlerini yeni nesillere aktarma şansını artırabilir. Anemon ne kadar parlak olursa, iklim kaynaklı stres faktörlerini o kadar kolay işleyebilir ve idare edebilir.
O zamanlar Stanford Üniversitesi'nde, şimdi ise MIT'de çalışan biyolog Nathaniel Clarke ve California San Diego Üniversitesi'nden Deheyn liderliğinde yürütülen çalışmada, araştırmacılar California kıyılarındaki üç anemon türünü inceledi ve biyofloresan yoğunluğunu kontrol eden AnthoYFP adlı benzersiz bir protein tespit etti. Üç anemon türü, benzer ortamlarda bulunmaları ve ultraviyole ışık altında parlak yeşil renkte floresan vermeleri bakımından benzerdir, ancak beyaz ışık altındaki renkleri değişebilir.
Araştırmacılar, bir tür olan güneş patlaması anemonlarını (Anthopleura sola) incelerken, UV ve beyaz ışık altında floresan verirken neon yeşili gösteren benzersiz bir renk morfunu buldular. (Bu anemonun diğer türleri beyaz ışık altında zeytin yeşili veya kahverengi bir renk tonuna sahiptir). Bu sürekli neon renk morfuna şaşıran yazarlar, AnthoYFP proteininin, anemonun UV'nin yanı sıra beyaz ışık altında da daha parlak olmasını sağlayan bir versiyonunu araştırdı ve tanımladı.
Proteinin ürettiği fotonik özelliklerden daha da dikkat çekici olanı, sağladığı biyokimyasal savunmadır. Bu çalışma, floresan proteinlerin antioksidan işlevini canlı bir organizmada ilk kez göstererek daha fazla araştırma için bir kapı açıyor.
Bu keşfin etkileri gelecekte gelgitlerin ötesine geçebilir. Clarke, AnthoYFP'nin diğer omurgasızların hücresel stresle başa çıkmalarına yardımcı olmak için kullanıldığı bir gelecek hayal ediyor. Deheyn, iklim değişikliği nedeniyle artan aşırı sıcaklıklar, daha şiddetli fırtınalar ve artan okyanus asitliği karşısında dayanıklılığı artırmak için proteinin mercanlar ve anemonlar da dahil olmak üzere diğer sölenter türlerinde genetik olarak tasarlanabileceğini öne sürüyor. Örneğin Clarke, bu proteinin daha sıcak okyanusların zorluklarına dayanabilecek strese dirençli mercanlar yaratmaya yardımcı olabileceğini söylüyor.
Deheyn'e göre, yüksek gelgitten alçak gelgite kadar tüm gelgit stres faktörleri, iklim değişikliği nedeniyle kıyılar değiştikçe artacaktır. Yüksek gelgitte, daha aşırı dalgalar anemonlar üzerinde ek kesme stresi yaratarak onları denize sürükleme tehdidinde bulunacak. Gelgitin düşük olduğu zamanlarda ise aşırı sıcaklık ve uzun süre su dışında kalmak canlıların kuruma ihtimalini artırabilir. Yükselen denizler de ekosistemlerini sahilin daha yukarısına ve yaşanabilir bölgelerinin sınırlarına doğru itecektir. Deheyn'e göre, yeni tanımlanan proteine sahip anemonlar, bu tür artan stres faktörleri altında gelişmek için en iyi donanıma sahip olacaktır.
Deheyn, vatandaş bilim insanları sayesinde kendisinin ve meslektaşlarının güneş patlaması anemonunun renk morfunun nerede yaşadığını ve yayıldığını bildiklerini söylüyor. Yazarlar, bu eşsiz anemonun menzilini, nüfus yoğunluğunu ve yaygınlığını belirlemek için dijital platform iNaturalist'in gözlemlerini kullandılar.
Kaliforniya'da gelgit meraklılarından oluşan güçlü bir topluluk, iNaturalist gibi veri tabanlarına düzenli olarak fotoğraf ve gözlem gönderiyor. Bu vatandaş bilim insanları için keşif heyecanı ve gelgit havuzlarının sürekli değişen doğası onları cezbediyor. Bu çalışma için binlerce vatandaş bilim insanı, Oregon'dan Baja, Meksika'ya kadar yaklaşık 6.000 anemonun fotoğrafını çekti ve analiz ederek güneş patlaması anemon popülasyonlarının belirlenmesine yardımcı oldu.
Jami Feldman da bu tutkulu vatandaş bilim insanlarından biri. Hevesli bir dalgıç, ScubaPro elçisi ve @UnderwaterPaparazzi kullanıcı adıyla TikTok yaratıcısı olan Feldman, Kaliforniya, La Jolla'daki gelgit havuzlarına neopren tulumlar, bir su altı kamerası ve bir kafa lambasıyla gidiyor. Genellikle gelgitten 30 dakika önce gideceği yere varıyor ve bu sayede gelgit onları yıkamadan önce en sevdiği havuzlara ulaşabiliyor. Feldman bazen havuzları sabah 3:30'da bile ziyaret ediyor; bu zorlu yürüyüş onu gece ya da şafak vakti ve alacakaranlıkta aktif olan türlerin nadiren görülmesiyle ödüllendiriyor.
İntertidal sevgisi, okyanus tüplü dalış için çok sert olduğunda yapacak bir şey istediği için başladı. Şimdi ise Feldman, havuzlardaki farklı türleri bulma ve fotoğraflama mücadelesini takıntı haline getirmiş. San Diego'nun iklimi değiştikçe, bilim insanları için ekosistem değişimlerinin "gerçek zamanlı bir görüntüsünü" sağlamayı umuyor.
Vatandaş bilimci ve nudibranch aşığı Laura Simonato da intertidal bulgularını iNaturalist'te aktif olarak paylaşıyor. Instagram'da @thetidepooler hesabından gelgit yaşamının çeşitliliği ve mucizesi hakkında paylaşımlar yapıyor. Simonato, hiç görmedikleri de dahil olmak üzere belirli türleri bulmak için hangi bölgeleri ziyaret edeceğine karar verirken iNaturalist'e bakıyor. Diğer gelgit kaşiflerini eğitmek için Simonato, gelgit canlılarının interaktif bir posteri olan ve sattığı bir "Tidaldex" oluşturdu.
Küçük omurgasızları bulmak ve fotoğraflamak Simonato için çok fazla pratik gerektirdi. Gelgit havuzlarını yıllarca ziyaret ettikten sonra, etrafında neyin olduğunun ve neyin yersiz olduğunun daha fazla farkına vardı. Yersiz canlılara dair bu gözlemleri paylaşmak, bilim insanlarının iklim değişikliğinden etkilenmesi muhtemel habitat değişimlerini ve türlerin yayılım alanlarını tespit etmelerine yardımcı oluyor.
Feldman ve Simonato, gelgit bölgesini başkalarına tanıtarak yeni sesleri kendilerine katılmaya teşvik etmeyi ve bilim insanlarının yardımıyla okyanus için daha parlak ve daha dirençli bir gelecek yaratmayı umuyor.