Derin deniz, sürekli karanlık, neredeyse donma noktasındaki sıcaklıklar ve yüzeydeki yaşam formlarını anında etkisiz hale getirebilecek kadar ezici bir basınçla karakterizedir. Buna rağmen, bu derinliklerde pek çok canlı yaşamayı başarır. Peki, balıklar bu yüksek basınçta nasıl hayatta kalır? Bu sorunun cevabı, onların benzersiz fizyolojik, biyokimyasal ve yapısal adaptasyonlarında gizlidir.
Okyanus yüzeylerini keşfetmek ve haritalandırmak nispeten kolaydır. Ancak okyanusların derinlikleri, üzerinde yeterince bilgi sahibi olmadığımız gizemli bir dünyayı barındırır. Bu bilinmezliğin temel nedenlerinden biri, okyanusun doğasının getirdiği zorlukların yanı sıra fiziksel bir gerçeklik olan basınçtır.
Deniz seviyesinde, atmosferin uyguladığı basınç yaklaşık bir atmosferdir (atm). Derinlere indikçe, her 10 metrede basınç bir atm daha artar. Örneğin, Dünya’nın en derin noktası olan Mariana Çukuru’nda basınç 1.000 atm’yi aşar.
Bu, bir posta pulu üzerine bir arabanın ağırlığı kadar kuvvet uygulanmasına eşdeğerdir. Böylesine yoğun bir basınç, korunmasız organizmalar için yok edici olurdu. Ancak derin deniz canlıları, bu zorlu koşullara uyum sağlamak için inanılmaz stratejiler geliştirmiştir.
Basınç Balıklar Ve İnsanları Neden Aynı Biçimde Etkilemez?
Biz insanlar, karada yaşamaya uyum sağlayacak şekilde evrimleştik. Atmosferimizdeki hava, temas ettiği yüzeylere belirli bir basınç uygular ve bu basınca biz de sürekli maruz kalırız. İlginç bir şekilde, havanın insan vücuduna uyguladığı toplam kuvvet yaklaşık 150.000 N’dur. Bu, 15.000 kg’lık yani 15 tonluk bir kütlenin kütleçekim kuvvetine eşdeğerdir. Bu muazzam yük karşısında ezilmeden durabilmemizin sırrı ise vücudumuzdaki kan basıncının, dış atmosfer basıncını dengelemesidir
Derin bir havuzun dibine daldığınızda kulaklarınızda rahatsız edici bir baskı hissedersiniz; bu, hava keselerinin su basıncıyla sıkışmasından kaynaklanır. Ancak okyanusun derinliklerindeki canlılar, ezici basınca karşı özel adaptasyonlarla hayatta kalmayı başarır.
Okyanus yüzeyine yakın yaşayan balıkların, yüzme kesesi adı verilen ve su içinde yükselmelerine veya batmalarına yardımcı olan bir organı bulunur. Ancak derin deniz balıklarının vücutlarında bu hava kesecikleri yoktur.
Hava boşluklarının olmaması, yüksek basınca dayanıklılığı artırsa da bu yeterli değildir. Çünkü yüksek basınç, yalnızca fiziksel yapıları değil, moleküler düzeydeki yapı ve işlevleri de bozabilir. Bu sorunu çözmek için derin deniz canlıları, “piezin” (Yunanca “basınç” anlamına gelir) kelimesinden türeyen piezolitler adı verilen özel organik moleküllere sahiptir. Bu moleküller, yüksek basıncın zararlı etkilerini dengeleyerek hayatta kalmalarını sağlar.
Balıklar ve Diğer Canlılar Okyanus Basıncına Nasıl Dayanıyor?
Piezolitler, canlıların zarlar ve proteinler gibi moleküllerinin yüksek basınç altında ezilmesini önler. Araştırmalar, okyanus canlılarının vücutlarındaki piezolit molekülü olan trimetilamin N-oksit (TMAO) miktarının yaşadıkları derinlikle birlikte arttığını göstermektedir.
TMAO’nun bir diğer ilginç özelliği ise, balıklara “balık kokusu” olarak tanımladığımız karakteristik kokuyu vermesidir. Bu nedenle, bir balık ne kadar derinde yaşıyorsa, o kadar güçlü bir balık kokusuna sahip olur.
Balinalar Derinlerde Basınç İle Nasıl Başa Çıkar?
Balinalar gibi deniz memelileri için durum biraz daha farklıdır, çünkü onlar da insanlar gibi hava solurlar. Dünyanın en derine dalabilen türlerinden biri olan Cuvier gagalı balinaları, tek bir nefesle yaklaşık 3000 metre derinliğe inebilir.
Bu balinalar, dalış sırasında ihtiyaç duydukları oksijeni kanlarında ve kaslarında depolar. Bunu mümkün kılan, kanlarındaki hemoglobin ve kaslarındaki miyoglobin moleküllerinin, oksijen depolama kapasitelerinin diğer balina türlerine göre çok daha yüksek olmasıdır. Ancak, bu balinaların özel yetenekleri yalnızca oksijen depolama ile sınırlı değildir.
Cuvier’in gagalı balinaları, oksijenlerini daha verimli kullanmak için kalp atış hızlarını önemli ölçüde yavaşlatır. Ayrıca, dalış sırasında vücutlarının yalnızca hayati organlarına kan akışını yönlendirerek diğer bölgelere giden kan akışını geçici olarak durdurabilirler. Bu etkileyici adaptasyonlar sayesinde, depoladıkları oksijeni çok daha uzun süre korumayı başarırlar.
Sonuç olarak
Derin deniz canlıları, yaşamın dayanıklılığı ve uyum sağlama gücünün inanılmaz örnekleridir. Yapısal yenilikler, biyokimyasal modifikasyonlar ve enerji verimliliği stratejileri sayesinde, bu canlılar Dünya’nın en zorlu ortamlarından birinde hayatta kalmayı başarmıştır. Bu organizmaların incelenmesi, yaşamın çeşitliliğini ortaya çıkarırken bilim ve teknoloji için dönüştürücü keşiflere de kapı aralamaktadır.
Kaynaklar ve ileri okumalar
- Why Do Deep-Sea Fishes Not Get Crushed By Pressure On The Sea Floor?. Yayınlanma tarihi: 16 Haziran 2022; Bağlantı: https://www.scienceabc.com/
- Papini CM, Pandharipande PP, Royer CA, Makhatadze GI. Putting the Piezolyte Hypothesis under Pressure. Biophys J. 2017 Sep 5;113(5):974-977. doi: 10.1016/j.bpj.2017.07.012. Epub 2017 Aug 10. PMID: 28803626; PMCID: PMC5611670.
- How do fish survive in the deep ocean? Yayınlanma tarihi: Bağlantı:
- how do creatures living in the deep. Sea stay alive given the pressure?. Kaynak site: Conversation. Yayınlanma tarihi: 1 Mart 2019; Bağlantı: how do creatures living in the deep. Sea stay alive given the pressure/
- Bockus, Abigail B. and Brad A. Seibel. “Trimethylamine oxide accumulation as a function of depth in Hawaiian mid-water fishes.” (2016).
Size Bir Mesajımız Var!
Matematiksel, matematiğe karşı duyulan önyargıyı azaltmak ve ilgiyi arttırmak amacıyla kurulmuş bir platformdur. Sitemizde, öncelikli olarak matematik ile ilgili yazılar yer almaktadır. Ancak bilimin bütünsel yapısı itibari ile diğer bilim dalları ile ilgili konular da ilerleyen yıllarda sitemize dahil edilmiştir. Bu sitenin tek kazancı sizlere göstermek zorunda kaldığımız reklamlardır. Yüksek okunurluk düzeyine sahip bir web sitesi barındırmak ne yazık ki günümüzde oldukça masraflıdır. Bu konuda bizi anlayacağınızı umuyoruz. Ayrıca yazımızı paylaşarak da büyümemize destek olabilirsiniz. Matematik ile kalalım, bilim ile kalalım.
Matematiksel
