Fouling Nedir? Fouling Organizmaların Zararları Kadar Yararları da Var Mı? Hiç Duymuş Muydunuz?

Fouling Organizmalar

   Fouling kelimesi birçoğunuz tarafından daha önce duyulmamış olabilir. Aslında ben de bu terimle tanışalı çok olmadı. Bu yazımda "Fouling" olayından kısaca bahsetmek istiyorum. 

   Öncelikle şunu bilmeliyiz; bentik fauna, alg ve fouling dip materyale tutunabilen organizma topluluklarıdır. Akuatik bir ortamda, günümüz şartları göz önüne alındığında, ekonomik değeri yüksek olan türlerin popülasyonunu artırmak isteriz. Yaşam alanlarının korunmasına dikkat ederiz. İşte bu dikkat ettiğimiz grup, su ürünleri kapsamına girer. Su ürünleri kapsamına giren ve ekonomik değere sahip bu canlılar algler ve bentik fauna canlılarıdır.

   Diğer bir grup ise, işte bu yazının içeriğini oluşturan "Fouling Organizmalar" grubudur. Bu grup, su içindeki araç gereçlerin yüzeylerine tutunur ve işlev görmelerini engeller. Bu durumda akıllara "Fouling ile mücadele" düşüncesi gelir.

   Sahil çizgisinden itibaren denizlerin en derin yerine kadar olan zemini içeren bölgeye bentik bölge denir. Bu bölgede yaşayan hayvansal ve bitkisel canlıların oluşturduğu topluluğa da benthos adı verilir.

Fouling Nasıl Oluşur?

   Metal kökenli bir maddenin suya bırakılması ile, ilk olarak mikrofouling organizmalar yüzeye yerleşir. Mikrofoulingler arasında bakteriler daha fazla toleransa sahiptir, dolayısıyla ilk sırayı alırlar. Bakteri popülasyonu kısa sürede artar ve tüm yüzeyi kaplar duruma gelir. Daha sonra diatome gruplarına ait bazı türler ortama yerleşir. Bu iki organizma grubu jölemsi bir film tabakası yaratır ve bu tabaka "primer film" adını alır.

   Bu film tabakası, tutunacak türlere besin ortamı oluşturmaya başlar. Sonra sırasıyla, Protozoa, Rotifera, Nematod gibi mikro organizma grupları tabakaya tutunur.

  Tüm bu mikrofouling organizmaların katkısı ile gelişen besin tabakası, makrofouling organizmaların larvalarını davet eder. Larval yapı metamorfoz geçirir, kalker kabuk ile örtünmüş makrofouling organizmalar yüzeyi hızla kaplar.

Fouling Olayının Zararı Nedir?

   Fouling organizmalar, daha önce de belirttiğim gibi birçok materyalin kısa sürede işlevini yitirmesine sebep olmaktadır. Bu organizmaların yapmış olduğu birikme, ekonomik kayıplara yol açmaktadır.

Fouling organizmalar;

• Gemi, tekne karinalarına
• Deniz suyu borularına
• Batık gemilere
• Ulaşım amaçlı yapılan tüp geçitlere
• Şamandıralar üzerine
• Su altından geçen petrol borularına
• Su dibinden geçen elektrik kablolarına ve daha birçok şeye tutunarak onları işlevsiz kılarlar.

Fouling Olayının Yararları Nelerdir?

   Zararları yönlerinden bahsettik, peki bu olayın yararları da var mı? Elbette var. Bunları kısaca özetleyecek olursak;

• Hepimizin bildiği midye ve istiridye hem besin kaynağı olarak tüketilen hem de ekonomik değeri olan kabuklu fouling organizmalardır. Fazla tuzlu olmayan yerlerde yayılış gösterirler.
• Primer fouling organizmalar, sekonder fouling organizmalara besin kaynağı ve tutunma imkanı oluştururken aynı zamanda bentik fouling dediğimiz hareketli dip kabuklularını da ortama çağırmış olurlar.
• Kıyıdaki kayalıklara tutunan yosunlar ve foulingler de hareketli kabukluları ve balıkları buraya çeker.
• Son olarak bir başka önemli konu ise su altı şehirlerinin ve batıkların yaşının saptanmasıdır. Batık üzerindeki fouling kalınlığının ölçülmesi ile, batığın su içerisinde kaldığı süre hesaplanabilir.

Sonuç :  Görüldüğü üzere, bu organizmalar özellikle gemilere, teknelere tutunup, orada biriktiklerinde, dipteki hacim artar. Bunun sonucunda ise geminin hızı azalır ve mazot ihtiyacı fazlalaşır. Ayrıca yarattığı aşınmanın da belli bir süre sonra onarılması gerekmektedir. Tüm bunlar belli maddi kayıplara yol açmaktadır ancak fouling organizmaların önemi ve yararları da yadsınamaz. Bu durumda yapılması gereken şey, su ortamındaki besin zincirinin alt halkası olan bu canlı grubunu henüz tutunma olmadan oradan uzak tutacak önlemler almaktır. Böylece ortamın biyolojik yapısı korunmuş olacaktır.

Gülşah TORKAY

Bitki Çeşitliliği : Bitkiler Karalara Nasıl Yerleşmiştir? Birinci Bölüm - Karasal Bitkilerin Kökeni

For English : http://gfreethought.blogspot.com.tr/2016/02/plant-diversity-how-plants-move-to-land.html

Bitki Çeşitliliği : Bitkiler Karalara Nasıl Yerleşmiştir?

   

   Jeokimyasal kanıtlar ve fosil kalıntıları, 1.2 milyar yıl önce karalarda ince bir siyanobakteri ve prostista örtüsü bulunduğunu göstermektedir. Fakat sadece son 500 milyon yıl gibi bir süre içinde, funguslar ve hayvanların yanı sıra, küçük bitkiler de kıyılara yakın yerlerde siyanobakterilere katılmıştır. Son olarak, yaklaşık 385 milyon yıl önce ise, çok daha uzun boylu bazı bitkiler ortaya çıkmış ve ilk ormanları oluşturmuştur.

   

   Günümüzde 290.000’den fazla bitki türü bilinmektedir.

Karasal bitkiler yeşil alglerden köken almıştır

   

   Karofitler (Charophyta) olarak isimlendirilen yeşil algler karasal bitkilerin en yakın akrabalarıdır.

Morfolojik ve Moleküler Kanıtlar

   

   Bitkiler, kahverengi, kırmızı ve bazı yeşil algler gibi, çok hücreli, ökaryotik ve fotosentez yapan ototrof canlılardır.

   

   Bitkilerin selülozdan yapılmış hücre çeperleri bulunur. Benzer şekilde, yeşil algler, dinoflagellatlar ve kahverengi alglerde de hücre çeperi mevcuttur. Ve bitkilerin yanı sıra, yeşil algler, öglenalar ve birkaç dinoflagellatın kloroplastlarında klorofil a ve b bulunur.

   

   Bununla birlikte, Charophyta üyeleri, aşağıda belirtilen ayırt edici özellikleri karasal bitkilerle paylaşan tek alg grubudur. Bu durum, Charophyta üyelerinin bitkilerin en yakın akrabaları olduğunu düşündürmektedir :

Figure 1 Selüloz sentezleyen protein halkaları.

• Selüloz sentezleyen protein halkaları.
• Kamçılı sperm yapısı.
• Fragmoplast oluşumu.
• Peroksizom enzimleri.

                                                                  Figure 2 Coleochaete orbicularis

     Karalara Geçişi Sağlayan Adaptasyonlar

   

           Charophyta üyesi olan pek çok alg türü, havuz ve göllerin kenarlarında yaşar. Bu ortamlarda bazen kuraklığa maruz kalırlar. Doğal seçilim, suyun içinde bulunmadıkları sürelerde yaşamlarını sürdürebilen alglere avantaj sağlar. Charophyta üyelerinde, sporopollenin olarak isimlendirilen dayanıklı bir polimer tabakası, açıkta kalmış zigotları kurumaya karşı önler. Bitkilerin sporlarını kuşatan dayanıklı sporopollenin çeperlerde de benzer bir kimyasal adaptasyon görülür.

    Bitkilerin Türemiş Özellikleri

   

           Akrabaları olan alglerden kökenlendikten sonra, karasal bitkilerde yeni ortaya çıkmış olan adaptasyonların çoğu, kurak alanlarda yaşayabilme ve üremeyi kolaylaştırmıştır.

Figure 3 Olası üç "bitki" alemi.

   

             Bu kısımda, karasal bitkilerin Charophyta üyelerinde bulunmayan özellikleri incelendi : döl almaşı; çok hücreli, bağımlı embriyolar; sporangiyumlarda üretilen çeperli sporlar; çok hücreli gametangiyumlar; apikal meristemler. Bu durum, bu özelliklerin karasal bitkilerin ve alglerin ortak atasında bulunmayıp, karasal bitkilerde daha sonra ortaya çıktığını göstermektedir. Ancak karasal bitkilerin her biri bu özelliklere sahip değildir; bazı bitki soyları bazı özellikleri zamanla kaybetmiştir.

      Döl Almaşı :

Figure 4 Döl Almaşı

         1. Gametofitler, mitozla haploid gametleri üretir.

         2. Gametler birleşerek (döllenme) diploid bir zigot oluşturur.

         3. Zigot çok hücreli bir sporofit oluşturur.

         4. Sporofitler, mayozla haploid sporları oluşturur.

         5. Sporlar çok hücreli haploid gametofitleri oluşturur.

      Çok Hücreli, Bağımlı Embriyolar :

   

           Döl almaşı yaşam döngüsünün bir parçası olan çok hücreli bitki embriyosu, dişi ebeveynin (bir gametofit) dokuları içinde yer alan zigottan gelişir. Ebeveyne ait dokular gelişmekte olan embriyoya şeker ve amino asit gibi besin maddeleri sağlar. Embriyoda, özelleşmiş plasentaya ait transfer hücreleri bulunur.

           Karasal bitkilerdeki bu çok hücreli ve ebeveyne bağımlı embriyo, evrimsel olarak çok önemli, yeni ortaya çıkmış bir özelliktir. Bu nedenle karasal bitkiler aynı zamanda Embryophyta olarak da bilinirler.

Figure 5 Marchantia'nın (ciğerotu) embriyosu (LM) ve plasentaya ait transfer hücreleri (TM)

      Sporangiyumlarda Üretilen Çeperli Sporlar :

   

           Bitki sporları haploid üreme hücreleridir. Bunlar, mitozla bölünerek çok hücreli haploid gametofitleri oluşturabilirler. Sporopollenin isimli polimer, sporların çeperlerini zorlu çevresel şartlara karşı sağlamlaştırır ve direncini arttırır. Bu kimyasal adaptasyon sayesinde, sporlar zarar görmeksizin kuru havada taşınırlar.

   

           Sporofit, sporları oluşturan çok hücreli organlara sahiptir. Bunlar sporangia (tekili, sporangium) olarak isimlendirilirler. Bir sporangiyumun içinde, sporositler olarak isimlendirilen diploid hücreler ya da spor ana hücreleri mayoz geçirerek haploid sporları üretir.

   

           Her ne kadar Charophyta üyeleri de spor üretse de, bu alglerde çok hücreli sporangiyumlar bulunmaz. Ayrıca, kamçılı olan ve suda yüzen sporlarında sporopollenin yoktur.

Figure 6 Sphagnum'un (bir yapraksı karayosunu) sporofitleri ve sporangiyumları

      Çok Hücreli Gametangiyumlar :

           İlk karasal bitkileri, ataları alglerden ayıran bir diğer özellik, çok hücreli organlarda gametlerin üretimidir. Bu çok hücreli organlar, gametangiyum olarak isimlendirilirler. Dişi gametangiyumlar, arkegonia (tekili, arkegoniyum) adını alırlar. Erkek gametangiyuma ise antheridia (tekili, antheridium) denir.

Figure 7

     Apikal Meristemler :

      

            Bitkiler bir yerden başka bir yere hareket edemese de, kök ve sürgünlerini uzatarak çevredeki kaynaklara ulaşırlar. Bu uzama büyümesi, apikal meristemlerin faaliyeti sonucu bitkinin yaşamı boyunca sürer.

Figure 8   

   

Verilen bu özellikler dışında pek çok bitki türünde karasal yaşamla ilişkili atalardan kökenlenmiş diğer özellikler bulunur. Örneğin pek çok türde epidermisin üzerinde kutiküla mevcuttur. Kutiküla mum ve diğer polimerlerden oluşan bir örtüdür.

Figure 9 Agapanthus kutikülası

Reference : Biology: A Global Approach, Global (Tenth) Edition - PEARSON

Plant Diversity! How the Plants Move to Land? Part 1

Türkçe İçin : http://gfreethought.blogspot.com.tr/2016/02/bitki-cesitliligi-bitkiler-karalara.html

Plant Diversity : How the Plants Colonized Land?

   Geochemical analysis and fossil evidence suggest that thin coatings of cyanobacteria and protists existed on land by 1.2 billion years ago. But it was only within the last 500 million years ago, tall plants appeared, leading to the first forests.

   

   Today, there are more than 290,000 known plant species.

Land plants evolved from green algae

   Green algae called charophytes are the closest relatives of land plants.

Morphological and Molecular Evidence

   Many key traits of land plants also appear in some algae. For example, plants are multicellular, eukaryotic, photosynthetic autotrophs, as are brown, red and certain green algae.

  

   Plants have cell walls made of cellulose, and so do green algae, dinoflagellates, and brown algae. And chloroplasts with chlorophylls a and b are present in green algae, euglenids, and a few dinoflagellates, as well as in plants.

   

Figure 1 Rings of cellulose-synthesizing
proteins.

   However, the charophytes are the only present-day algae that share the following distinctive traits with land plants, suggesting that they are the closest living relatives of plants :

• Rings of cellulose-synthesizing proteins.
• Structure of flagellated sperm.
• Formation of a phragmoplast.
• Peroxisome enzymes.

Figure 2 Coleochaete orbicularis

Adaptations Enabling the Move to Land

   Many species of Charophyta algae inhabit shallow waters around the edges of ponds and lakes, where they are subject to occasional drying. In such environments natural selection favors individual algae that can survive periods when they are not submerged. In charophytes, a layer of a durable polymer called sporopollenin prevents exposed zygotes from drying out. A similar chemical adaptation is found in the tough sporopollenin walls that encase plant spores.

Derived Traits of Plants

   A series of adaptations that facilitate survival and reproduction on dry land emerged after land plants diverged from their algal relatives.

                                                         Figure 3 Three possible "plant" kingdoms.

   Charophyte algae lack the key traits of land plants in this part : alternation of generations; multicellular, dependent embryos; walled spores produced in sporangia; multicellular gametangia and apical meristems. This suggests that these traits were absent in the ancestor common to land plants and charophytes but instead evolved as derived traits of land plants. Not every land plant exhibits all of these traits, certain lineages of plants have lost some traits over time.

Alternation of Generations :

                                                                            Figure 4 Alternation of Generations

1. The gametophyte produces haploid gametes by mitosis.

2. Two gametes unite (fertilization) and form a diploid zygote.

3. The zygote develops into a multicellular diploid sporophyte.

4. The sporophyte produces unicellar haploid spores by meiosis.

5. The spores develop into multicellular haploid gametophytes.

Multicellular, Dependent Embryos :

   As part of a life cycle with alternation of generations, multicellular plant embryos develop from zygotes that are retained within the tissues of the female parent (a gametophyte). The parental tissues protect the developing embryo from harsh environmental conditions and provide nutrients such as sugars and amino acids. The embryo has specialized placental transfer cells that enhance the transfer of nutrients to the embryo through elaborate ingrowths of the wall surface (plasma membrane and cell wall). The multicellular, dependent embryo of land plants is such a significant derived trait that land plants are also known as embryophytes.

                                 Figure 5 Embryo (LM) and placental transfer cell (TEM) of Marchantia (a liverwort)

Walled Spores Produced in Sporangia :

   Plant spores are haploid reproductive cells that can grow into multicellular haploid gametophytes by mitosis. The polymer sporopollenin makes the walls of plant spores tough and resistant to harsh environments. This chemical adaptation enables spores to be dispersed through dry air without harm.

   

   The sporophyte has multicellular organs called sporangia (singular, sporangium) that produce the spores. Within a sporangium, diploid cells called sporocytes, or spore mother cells, undergo meiosis and generate the haploid spores.

   

   Although charophytes also produce spores, these algae lack multicellular sporangia, and their flagellated, water-dispersed spores lack sporopollenin.

                                          Figure 6 Sporophytes and sporangia of Sphagnum (a moss)

Multicellular Gametangia :

   Another feature distinguishing early land plants from their algal ancestors was the production of gametes within multicellular organs called gametangia. The female gametangia are called archegonia (singular, archegonium). The male gametangia are called antheridia (singular, antheridium).

                                       Figure 7

Apical Meristems :

   Though plants cannot move from place to place, their roots and shoots can elongate, increasing exposure to environmental resources. This growth in length is sustained throughout the plant’s life by the activity of apical meristems, localized regions of cell division at the tips of roots and shoots.

                                       Figure 8

   Additional derived traits that relate to terrestrial life have evolved in many plant species. For example, the epidermis in many species has a covering, the cuticle that consists of wax and other polymers.

                                                                Figure 9 Cuticle of Agapanthus from my microscope

Thanks for reading! But that's not enough of course. This is only part I, to be continued...

Reference : Biology: A Global Approach, Global (Tenth) Edition - PEARSON