Nowe gatunki z dna Pacyfiku
Na głębokości ponad 4,5 tysiąca metrów, w całkowitych ciemnościach, życie tętni – choć niemal nikt go tam nie widzi. To właśnie w tej niemal niedostępnej strefie Pacyfiku – na terenie Clarion-Clipperton Zone (CCZ) –prof. Anna Jażdżewska z Wydziału Biologii i Ochrony Środowiska Uniwersytetu Łódzkiego odkryła niedawno ponad 30 nowych gatunków skorupiaków z grupy obunogów. To przełom nie tylko dla taksonomii, czyli nauki o nazywaniu i klasyfikowaniu organizmów, ale też dla przyszłości ochrony głębin morskich.
Niewidzialni inżynierowie oceanu
Obunogi to drobne skorupiaki, zwykle o wielkości ok. centymetra, które pełnią w ekosystemach morskich zaskakująco wiele ról. Są drapieżnikami, padlinożercami, filtratorami, a także… ofiarami dla większych organizmów. Zagrzebują się w osadach, poruszają tuż nad dnem lub pływają bądź unoszą się w toni wodnej.
Głębokowodny obunóg Lepidepecreum myla sp. nov. z rejonu Clarion-Clipperton Zone opisany w ramach projektu. Zdjęcie wykonane pod mikroskopem konfokalnym. (fot. A. Jażdżewska)
Jak mówi prof. Jażdżewska, „obunogi są wszędzie tam, gdzie coś musi coś zjeść albo być zjedzone”. I chociaż niepozorne, to są niezbędnym elementem sieci troficznych, czyli połączeń między organizmami, które pokazują, kto zjada kogo.
Zanurzenie w ciemność… i naukę
W 2019 roku badaczka spędziła trzy miesiące w Niemieckim Deutsches Zentrum für Marine Biodiversitätsforschung, Senckenberg am Meer (Centrum Badań Różnorodności Morza), gdzie pracowała nad unikatową kolekcją obunogów z Clarion-Clipperton Zone – obszaru dna oceanicznego niezwykle bogatego w konkrecje polimetaliczne, zawierające m.in. metale ziem rzadkich.
Opracowała kolekcję 708 osobników, z czego dla aż 581 udało się uzyskać genetyczne „kody kreskowe” czyli zsekwencjonować fragment ich DNA. To wynik imponujący, ponieważ w przypadku organizmów głębinowych uzyskanie DNA często kończy się sukcesem tylko w 30–50% przypadków. Tu skuteczność sięgnęła nawet 90% w niektórych próbach.
Analizy wykazały obecność 207 różnych gatunków, a wśród nich ponad 30 całkowicie nowych dla nauki. Badaczka uzyskała finansowanie z International Seabed Authority (Międzynarodowej Organizacji Dna Morskiego), która w ramach inicjatywy Sustainable Seabed Knowledge Initiative „One Thousand Reasons” wspiera opisanie przez naukowców 1000 gatunków nowych dla nauki występujących w wodach pozaterytorialnych. W ramach projektu 16-osobowa grupa taksonomów i studentów, reprezentujących instytucje tj. Uniwersytet Łódzki, National Oceanography Centre, Natural History Museum, London, Canadian Museum of Nature, Earth Sciences New Zealand (NIWA), University of Hamburg, Senckenberg - Leibniz Institution for Biodiversity and Earth System Research (SGN) i University Museum of Bergen, podczas dziesięciodniowych warsztatów zorganizowanych na Wydziale Biologii i Ochrony Środowiska UŁ przygotowywała opisy i ilustracje aż 24 gatunków z badanego regionu. Wspomniane opisy zostały właśnie opublikowane w tomie specjalnym czasopisma ZooKeys, tym samym gatunki te zyskały „paszport” do istnienia w świecie nauki i ochrony przyrody.
Rozpoczęcie warsztatów taksonomicznych finansowanych przez International Seabed Authority (Międzynarodowej Organizacji Dna Morskiego) w ramach inicjatywy Sustainable Seabed Knowledge Initiative „One Thousand Reasons” (fot. z archiwum A. Jażdżewskiej)
Uczestnicy warsztatów taksonomicznych organizowanych na Wydziale Biologii i Ochrony Środowiska UŁ przez prof. Jażdżewską. (fot. z archiwum A. Jażdżewskiej)
Jak się rozpoznaje nowe gatunki?
Proces oznaczania gatunku przypomina detektywistyczną łamigłówkę. Trzeba przeanalizować, często pod mikroskopem, budowę osobnika, jego czułków, odnóży, grzbietu, a następnie porównać z dziesiątkami opisów i rysunków gatunków już znanych. Gdy nasz osobnik nie pasuje do niczego znanego – najprawdopodobniej jest to nowy gatunek. Wtedy trzeba go opisać, czyli wykonać szczegółowe rysunki całego zwierzęcia i wszystkich części jego ciała, przygotować opis, jeśli możliwe dodać genetyczny „kod kreskowy”, nadać nazwę i wysłać do czasopisma. Po przejściu przez proces recenzji artykuł z opisem jest publikowany i od tego momentu gatunek zaczyna funkcjonować w świecie.
Praca podczas warsztatów taksonomicznych zmierzająca do opisu nowych gatunków (fot. A. Jażdżewska)
Praca podczas warsztatów taksonomicznych zmierzająca do opisu nowych gatunków (fot. A. Jażdżewska)
Oprócz badań morfologicznych do identyfikacji coraz częściej stosuje się też genetyczne „kody kreskowe”, które porównuje się z międzynarodowymi bazami danych. Niestety – jak mówi badaczka – „biblioteki referencyjne DNA dla głębinowych gatunków są jeszcze bardzo niekompletne”, co uniemożliwia, jak dotąd, wykorzystanie tej metody do automatycznego rozpoznania gatunku.
Prace w laboratorium molekularnym pozwalające na uzyskanie genetycznych kodów kreskowych dla nowo opisywanych gatunków (fot. A. Jażdżewska)
Dlaczego nadanie nazwy to więcej niż formalność?
Choć może się wydawać, że nazwa łacińska to detal i wiedza dla wtajemniczonych, w rzeczywistości jest to akt uznania istnienia danego gatunku i pierwszy krok do jego ochrony. „To, co nie ma nazwy, dla wielu po prostu nie istnieje” – podkreśla prof. Jażdżewska. Gatunki nienazwane nie są uwzględniane w analizach środowiskowych, nie trafiają na listy ochronne i nie mogą być brane pod uwagę w decyzjach dotyczących ingerencji człowieka w środowisko.
Fotografie nowo opisanych gatunków (fot. A. Jażdżewska i T. Horton).
Górnictwo głębinowe – zagrożenie w cieniu technologii
Region Clarion-Clipperton Zone przyciąga uwagę nie tylko biologów. To obszar bogaty w konkrecje polimetaliczne – metalowe kule zawierające m.in. mangan, kobalt, nikiel i inne metale ziem rzadkich. Są one niezbędne do produkcji smartfonów, baterii czy samochodów elektrycznych. Nic dziwnego, że rośnie presja, by rozpocząć tam górnictwo głębinowe.
Ale dno oceanu nie jest pustynią. Wydobywanie konkrecji oznacza nie tylko zniszczenie samego podłoża, lecz także wzbicie chmur osadu, które mogą zasypać organizmy kilkaset metrów dalej. Obunogi, choć ruchliwe, nie zawsze zdążą uciec. Dla części z nich to wyrok śmierci. Trzeba pamiętać, że stanowią one tylko niewielką cząstkę całkowitej głębinowej różnorodności podczas gdy górnictwo głębinowe to ingerencja we wszystkie jej elementy.
Skąd obunogi i skąd ta pasja?
Zainteresowanie tą grupą organizmów nie było przypadkowe. Prof. Jażdżewska wychowała się w rodzinie biologów. „Zawsze interesowałam się przyrodą, a rodzice z chęcią mi ją pokazywali” – wspomina.
Podczas studiów pomagała przy pracach terenowych nad Wisłą i Odrą. Magisterium pisała z genetyki jednego z gatunków obunogów, a jej doktorat dotyczył ekologii antarktycznych gatunków. Dzięki współpracy pracowników Katedry Zoologii Bezkręgowców i Hydrobiologii z naukowcami z różnych stron świata bardzo szybko udało się nawiązać kontakty międzynarodowe, co zaowocowało otrzymaniem kolekcji z głębin Pacyfiku i udziałem w wyprawach. „To był moment przełomowy – dostałam dostęp do kolekcji, którą nie miał się kto zajmować, a która zawierała skarby” – wspomina.
Co dalej?
Choć aż 24 nowe gatunki zostały opisane, praca wcale się nie kończy. Już teraz wiadomo, że w materiale było ponad 30 gatunków nowych dla nauki (niestety nie zawsze wystarczająco dobrze zachowanych by móc zostać opisanych), a dalsze analizy morfologiczne i genetyczne kolekcji mogą ujawnić kolejne nowe gatunki. Prof. Jażdżewska nie kryje, że to praca na lata, ale też misja – dokumentowania tego, co jeszcze nieznane.
A kto wie, kiedy kolejna wyprawa badawcza i gdzie. Bo dno oceanu kryje w sobie jeszcze wiele nieznanego…
„Każdy nowy opisany gatunek to cegiełka do zrozumienia i ochrony ekosystemów, które mogą zniknąć, zanim je poznamy” – podsumowuje.
Tekst i materiały: dr hab. Annę Jażdżewską, prof. UŁ (Katedra Zoologii Bezkręgowców i Hydrobiologii, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska UŁ)
Redakcja: Mateusz Kowalski (Centrum Promocji, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska UŁ)
