Co kryją głębiny oceanów? Nieznane gatunki oraz złożone zjawiska
Dno oceanów to jedno z najbardziej niezwykłych miejsc na Ziemi. Naukowcy sugerują, że choć głębiny pokrywają ogromną część naszej planety, wciąż wiemy o nich mniej niż o powierzchni Księżyca. W odmętach oceanów kryją się niezwykłe krajobrazy, nieznane gatunki oraz złożone zjawiska. Każda kolejna ekspedycja badawcza dostarcza nowych informacji i pokazuje, jak wiele tajemnic wciąż skrywają oceany.
Ważnymi obszarami badań są m.in. rowy oceaniczne i kominy hydrotermalne, szczeliny w powierzchni planety, przez które wydostaje się ciepła woda bogata w różnorodne minerały i związki chemiczne. Naukowcy dowiedli, że mikroorganizmy żyjące przy kominach hydrotermalnych i w najgłębszych rowach oceanicznych rozwijają się w niezwykle trudnych warunkach: ogromnym ciśnieniu, braku światła, niskiej zawartości tlenu i obecności toksycznych substancji.
Takie miejsca stanowią więc naturalne laboratoria do badania życia w ekstremalnych warunkach. Najnowsze analizy tysięcy próbek pozyskanych z głębin oceanicznych, pozwoliły wyizolować miliony genów, z których wiele nie było wcześniej znanych nauce. Dalsze badania mogą przyczynić się do innowacji w biotechnologii, ekologii i medycynie.
Potencjał w stawianiu czoła niektórym z największych wyzwań ludzkości
Nowe ustalenia specjalistów pokazują, że ten głębinowy świat jest "silnikiem ewolucyjnym, tworzącym maleńkie organizmy o właściwościach jeszcze nieodkrytych gdziekolwiek indziej na lądzie lub w morzu", podaje na łamach "The Conversation" prof. Thomas Mock z Uniwersytety Wschodniej Anglii, który współpracował przy projekcie z badaczami z Chin.
W ramach tych badań specjaliści przeanalizowali ponad 2100 próbek z głębin na całej planecie - część z nich została pobrana przez naukowców z tzw. strefy hadalnej, czyli głębokości poniżej 6000 metrów. Do badań wykorzystano sztuczną inteligencję i narzędzia bioinformatyczne. W ramach projektu badacze wyizolowali ponad 500 milionów genów, rozszerzając Globalny Katalog Genów Oceanicznych o ponad 50 proc.
- To przełom w sposobie, w jaki naukowcy badają bioróżnorodność. Wierzymy, że może to odblokować potencjał genomów głębinowych w stawianiu czoła niektórym z największych wyzwań ludzkości - opisuje prof. Thomas Mock.
Ekstremalny świat głębin jest motorem ewolucji
- Nasze badania wskazują, że znaczna część różnorodności genetycznej głębokich oceanów wynika ze znacznie szybszego tempa ewolucji w porównaniu z warstwami bliżej powierzchni - pisze prof. Thomas Mock.
Jak to się dzieje, że życie w takim środowisku może ewoluować znacznie szybciej niż w płytszych wodach? Ekstremalne warunki uszkadzają DNA, a procesy naprawcze często wprowadzają nowe mutacje. W efekcie powstaje ogromna różnorodność genetyczna i biologiczna, a organizmy rozwijają zupełnie nowe cechy pozwalające im przetrwać.
Według eksperta głęboki ocean nie powinien być postrzegany jako niegościnny teren, lecz jako ogromne laboratorium ewolucji i źródło przyszłych innowacji. Zdaniem naukowca dalsze badania mogą doprowadzić do odkrycia nowych leków, sposobów walki z antybiotykoopornością, narzędzi do monitorowania patogenów czy metod ograniczania zanieczyszczenia plastikiem. Będzie to jednak wymagało kosztownych ekspedycji, międzynarodowej współpracy i dalszego wykorzystania sztucznej inteligencji.
Wyniki badań nad zróżnicowaniem genetycznym mikrobiomu głębinowego zostały opublikowane na łamach czasopisma naukowego "Cell Host & Microbe".
