Vairāk nekā divus gadus dziļjūras speciālistus mulsināja neliels objekts, kas atrasts lielā dziļumā. No pirmā acu uzmetiena tas izskatījās pēc kaut kā no zinātniskās fantastikas filmas: gluda, zeltaina sfēra ar nelielu caurumu, stingri piestiprināta pie klints bezdibeņa dzīļu pilnīgā tumsā. Daudzas balsis norādīja uz iespējamu nezināma ola vai dīvains sūklis, un pat tika spekulēts par struktūrām, kas zinātnei bija pilnīgi jaunas.
Tagad, pēc ilgas un rūpīgas izmeklēšanas, noslēpums ir atrisināts. Tālu no ārpuszemes organisma vai jaunas dzīvības formas, slavenā "zelta lode" izrādījās atsevišķs pamats... milzu dziļjūras anemone, suga, kas jau ir aprakstīta, bet joprojām maz zināma: Relicanthus daphneaeAtklājums, ko vadīja NOAA un Smitsona Nacionālā dabas vēstures muzeja zinātnieki, uzsver, cik ierobežotas ir mūsu zināšanas par dziļo okeānu un cik sarežģīti var būt identificēt tur atrodamo.
Stāsts sākas 2023. gada vasarā, virknes zinātnisku ekspedīciju laikā Aļaskas līcī uz pētniecības kuģa Okeanos Explorer NOAA. Seascape Alaska 5 misijas ietvaros pētnieki vadīja attālināti vadāmu Deep Discoverer zondi (ROV) vairāk nekā 3.000 metru dziļumā apgabalā, kur ir milzīgs spiediens, neiespīd saules gaisma un temperatūra ir tuvu sasalšanas punktam.
Kā un kur parādījās noslēpumainā zelta bumba?
Vienas niršanas laikā ROV kameras uztvēra kaut ko tādu, kas neiederējās parastajā jūras gultnes ainavā. Uz kaila klints, tumšo nogulumu vidū, izcēlās maza zelta sfēra apmēram desmit centimetruar šķietami gludu un spīdīgu virsmu. Objekts tik ļoti kontrastēja ar apkārtējo vidi, ka komanda dažas sekundes klusēja, kā redzams NOAA tiešraidē 2023. gadā.
Attēliem reāllaikā nonākot uz sauszemes, hipotēzes vairojās. Daži zinātnieki ieteica, ka tā varētu būt olu kapsula, citi norādīja uz trūdošu sūkli, un bija pat tādi, kas jokoja par iespēju kļūt par jūras trillera sākuma lieciniekiem, baidoties, ka tam pieskarties būtu bīstami. no iekšienes parādījās kaut kas negaidīts.Neskatoties uz apjukumu, vienprātība bija skaidra: paraugs bija jāsavāc.
"Deep Discoverer" vispirms izmantoja savu sūkšanas sistēmu un citos līdzīgos gadījumos savu robotizēto roku, lai uzmanīgi atdalītu sfēru no klints un nogādātu to uz klāja. No turienes noslēpumainā sfēra ceļoja uz Smitsona Nacionālo dabas vēstures muzeju Vašingtonā, kur sākās izmeklēšana, kas ilga ievērojami ilgāk nekā paredzēts.
Sākotnējie testi: šķiedraina struktūra bez skaidras anatomijas
Nonākot laboratorijā, jūras biologu un zoologu komanda uzsāka klasisku pārbaudi: makroskopisku novērošanu, mikroskopisku analīzi un identifikācijas testus, pamatojoties uz ārējām pazīmēm. Pārsteidzoši bija tas, ka zeltainais sfēra Tam nebija tipiskas jūras dzīvnieka anatomijasNetika atrasta mute, taustekļi, muskuļi vai atpazīstami iekšējie orgāni.
Bija redzama šķiedraina tekstūra, kas sastāvēja no pārklājošiem organiskā materiāla slāņiem ar stratificētu virsmu. Mikroskopā pētnieki atklāja, ka šis pārklājums bija pilns ar dzeloņainām šūnām, ko sauc par cnidocītiem vai nematocistām, kas raksturīgas šim cnidarians, grupa, kurā ietilpst medūzas, koraļļi un anemones.
NOAA zooloģe Abigaila Refta bija viena no zinātniecēm, kas pievērsās konkrētajam iesaistīto šūnu veidam. Viņa noteica, ka tās ir spirocistas — cnidocītu apakštips, kas parādās tikai grupā Heksakorālijakur sastopamas daudzas anemones un daži koraļļi. Tā bija pirmā pārliecinošā norāde, ka sfēra varētu būt saistīta ar dziļjūras anemonu.
Pat ja tā, morfoloģiskās pazīmes neatbilda nevienai zināmai sugai. Tas neizskatījās pēc pilnīga indivīda, bet gan... strukturālā atlikumssava veida čaula vai apvalks. Lai atšķetinātu noslēpumu, tehniķi vērsās pie molekulārās ģenētikas rīkiem, pārliecināti, ka DNS ļaus viņiem ievietot gabalu jūras dzīvības kokā.
Tikmēr citas komandas sāka salīdzināt paraugu ar materiāliem, kas iegūti iepriekšējās ekspedīcijās, īpaši ar paraugu, ko 2021. gadā savāca Šmita Okeanogrāfijas institūts. Mērķis bija noskaidrot, vai šo šķietami izolēto materiālu varētu saistīt ar kādu bezmugurkaulnieku, kas jau ir aprakstīts Klusā okeāna ziemeļu daļas dzīlēs.
DNS sarežģī noslēpumu, pirms to atrisina
Nākamais loģiskais solis bija standarta ģenētisko svītrkodu metožu pielietošana, kas ietver nelielu DNS fragmentu salīdzināšanu ar esošajām datubāzēm. Tomēr sākotnējie rezultāti bija neapmierinoši. Paraugs tika ielādēts ar DNS no daudziem mikroorganismiem, iespējams, baktērijas, sēnītes un citi organismi, kas saistīti ar audu sadalīšanos, kas aizmigloja rādījumus.
Kad pētnieki mēģināja saskaņot sfēras DNS ar zināmām sekvencēm, sakritības bija nepilnīgas vai neskaidras. Ne parastās atsauces uz medūzām, koraļļiem, ne anemonēm nesniedza pārliecinošu atbildi. NOAA atzīst, ka šie sākotnējie mēģinājumi bija "nepārliecinoši", daļēji tāpēc, ka sfēra darbojās kā maza ekosistēma, kas mudžēja no mikroskopiskas dzīvības, kas nebija saistīta ar tās sākotnējiem audiem.
Ņemot vērā neskaidrību, lieta, kā teica zoologs un NOAA Zivsaimniecības nacionālās sistemātikas laboratorijas direktors Alens Kolinss, kļuva par «īpašs gadījums, kam nepieciešamas īpašas pūles un vairāku cilvēku sadarbība." Ar rutīnas identifikācijas protokoliem nepietika: bija jāapvieno morfoloģija, ģenētika, zināšanas par dziļjūras ekosistēmām un progresīvi bioinformātikas rīki.
Tikmēr zelta lode turpināja būt diskusiju objekts starptautiskajā zinātnieku aprindās. NOAA pārraidītie atklājuma attēli plaši izplatījās sociālajos tīklos un specializētos plašsaziņas līdzekļos, veicinot visdažādākās teorijas: sākot ar iespējamu vēl neaprakstāmas sugas olu un beidzot ar retu dziļjūras sūkļa veidu vai struktūru, kas saistīta ar kādu simbiotisku organismu.
Šajā brīdī komanda nolēma spert metodoloģisku lēcienu: tā vietā, lai ierobežotu sevi ar DNS fragmentiem, viņi izvēlējās pilnīga genoma sekvencēšana, dārgāka un sarežģītāka metode, bet arī daudz informatīvāka, ja iepriekšējie rezultāti ir mulsinoši.
Genoma sekvencēšana dod nosaukumu zeltainajai sfērai
Pilna genoma sekvencēšana mainīja spēles noteikumus. Šī metode, kas balstās uz specializētām iekārtām un jaudīgu programmatūru, bieži tiek izmantota neskaidru slimību izpētei vai grūti klasificējamu organismu identificēšanai. Šajā gadījumā tā ļāva daudz precīzāk noteikt, kuri DNS fragmenti faktiski atbilst Zemes audiem un kuri pieder mikroorganismiem, kas tos kolonizēja.
Rekonstruējot genomu un salīdzinot to ar esošajām atsaucēm, pētnieki apstiprināja, ka paraugā esošā dzīvnieku DNS bija praktiski identisks atsauces genomam Relicanthus daphneaeŠī suga pirmo reizi tika aprakstīta 2006. gadā, un to uzskata par milzu dziļūdens anemonu, kas spēj attīstīt vairāk nekā divus metrus garus taustekļus un apdzīvo teritorijas hidrotermālo avotu tuvumā un citās ekstremālās dziļūdens dzīvotnēs.
Lai pastiprinātu secinājumu, zeltainā sfēras mitohondriju genoms tika salīdzināts arī ar līdzīga parauga genomu, ko 2021. gadā savāca Šmita Okeanogrāfijas institūts. Rezultāti parādīja, ka sekvences bija ģenētiski gandrīz identiskiapstiprinot, ka abas struktūras bija saistītas ar viena veida organismu.
Tādā veidā bija iespējams pilnībā izslēgt iespēju, ka lode ir kāda nezināma dzīvnieka ola, sūklis vai pilnīgs organisms. Tā vietā komanda to interpretēja kā kutikula vai ārējais apvalks ražo pati anemons. Šī kutikula, kas sastāv no vairākiem šķiedraina materiāla slāņiem, galvenokārt ir izgatavota no hitīna — tā paša izturīga biopolimēra, kas atrodams kukaiņu čaulās vai dažu sēņu sieniņās.
Tāpēc ROV jūras gultnē bija uzņēmis nevis dzīvnieka ķermeni, bet gan pamatni, ar kuru Relicanthus daphneae Tas piestiprinās pie klints. Parasti šī vieta ir paslēpta zem pārējās anemones, tāpēc savvaļā to reti var redzēt atsevišķi. Šajā konkrētajā gadījumā dzīvnieka augšdaļai būtu miris vai būtu pārvietojies, atklājot zelta struktūru, kas tik ļoti piesaistīja pētnieku uzmanību.
Pārvietošanās pēdas vai neveiksmīgs reproducēšanas mēģinājums?
Kad suga bija identificēta, palika jautājums par to, ko īsti nozīmē šī izolētā struktūra. Viena no hipotēzēm, ko apsver zinātnieki, ir tāda, ka kutikula attēlo anemones atstātā taka pārvietojoties pa jūras gultni. Saskaņā ar citu ekspedīciju novērojumiem, daži eksemplāri, šķiet, nomet daļu audu, ar kuriem tie bija piestiprināti pie klints, mainot pozīciju, radot sava veida cietu nospiedumu.
Vēl viena iespēja, ko min specializēti mediji, piemēram, Science Alert, ir tāda, ka zemeslode varētu būt radusies kāda iemesla dēļ. nepilnīga bezdzimumvairošanāsDažas anemones spēj vairoties, izmantojot procesu, kas pazīstams kā pedāļa plīsums, kurā dzīvnieks atstāj aiz sevis pamatnes fragmentu, augšējai daļai attālinoties. Laika gaitā šis "celms" var atjaunoties par jaunu, pilnīgu īpatni.
Šajā gadījumā Relicanthus daphneaeVēl nav pārliecinoši pierādīts, ka tajā tiek izmantots šāda veida reproducēšana. Sākotnējais zinātniskais darbs, kas publicēts pirmsdrukas serverī bioRxiv, atzīst, ka Zemeslodes morfoloģijas interpretācija Tas joprojām ir diskusiju jautājums. Tā varētu būt vienkārši kutikulas fragments, kas atdalījies pārvietošanas procesa laikā, vai arī neveiksmīga klonēšanas mēģinājuma paliekas.
Šķiet skaidrs, ka šī struktūra nav nenozīmīgs atkritumu gabals. Tās sastāva un ar to saistīto organismu analīze liecina, ka tā darbojas kā autentisks mikrobu aktivitātes fokussSadalošie audi kalpo kā substrāts baktērijām un citiem mikroorganismiem, iespējams, veicinot bioģeoķīmiskos ciklus, piemēram, slāpekļa ciklu šajās dziļajās ekosistēmās.
Šāda veida atklājumi mums atgādina, ka dziļjūras okeānā pat dzīvnieku atstātajām atliekām un pēdām var būt nozīmīga ekoloģiska loma. Tās nebūt nav tikai "bioloģiskie atkritumi", bet gan daļa no mijiedarbības tīkla, kas joprojām ir tikai daļēji izprasts.
Ko zelta sfēra mums stāsta par dziļo okeānu izpēti?
Papildus ziņkārei uzzināt, kas bija zelta sfēra, šis gadījums ilustrē to, cik lielā mērā okeāna dibens joprojām ir neizpētīts. Vairāk nekā trīs kilometrus zem virsmas, kur spiediens ir graujošs un gaismas nav, lielākā daļa organismu un struktūru atrodas... zinātnei pilnīgi nezināmsPat ar moderniem tālvadības transportlīdzekļiem, augstas izšķirtspējas kamerām un modernākajiem ģenētiskajiem rīkiem ne vienmēr ir viegli nosaukt to, ko novērojat.
Kapteinis Viljams Movits, NOAA Okeāna izpētes direktora pienākumu izpildītājs, to rezumēja, uzsverot, ka dziļjūras ekspedīcijas bieži sastopas ar tādiem noslēpumiem kā zelta sfēras noslēpums un ka tos pakāpeniski var atrisināt tikai ar tādu metožu palīdzību kā DNS sekvencēšana. Viņš piebilda, ka šīs misijas ir būtiskas, lai izprastu, kā okeāns un tā resursi var... veicināt ekonomikas izaugsmi, stiprināt drošību un sniegt ieguldījumu planētas saglabāšanā.
Faktiski atklājumi Klusā okeāna ziemeļu daļā un citās bezdibeņu zonās palīdz no jauna definēt daudzus jūras bioloģijas aspektus: sākot ar bezmugurkaulnieku, piemēram, anemonu un koraļļu, patieso daudzveidību un beidzot ar to, kā mikrobu kopienas organizējas uz šķietami inertām struktūrām. Katru reizi, kad ROV nolaižas vairāku tūkstošu metru dziļumā, rodas iespēja sastapties ar jaunām sugām, negaidītu uzvedību vai... šādi mulsinoši bioloģiski veidojumi kā šī zelta sfēra.
Kamēr NOAA komandas gatavo jaunas ekspedīcijas, piemēram, tās, kas plānotas pie Havaju salu krastiem, Aļaskas līča zelta sfēra jau ir daļa no Smitsona Nacionālā dabas vēstures muzeja kolekcijas. Tur tā tiek saglabāta kā vēl viens elements plašajā jūras bioloģiskās daudzveidības arhīvā, bet arī kā spilgts piemērs mūsu zināšanu pašreizējām robežām un nepieciešamībai turpināt pētījumus.
Šajā gadījumā notikušais parāda, ka pat tad, ja rezultāts ir saistīts ar zināmu sugu, process, lai to sasniegtu, var būt ilgs un tehniski sarežģīts. Un ka dziļajā okeānā vienkārša desmit centimetru zelta sfēra var gadiem ilgi izaicināt dažus no labākajiem ekspertiem. Jūras bezmugurkaulnieki un ģenētika.
Galu galā noslēpumainās zelta bumbas, kas atrasta okeāna dibenā, mīkla ir atklāta kā lielas dziļūdens anemones pēdas, taču stāsts sniedzas tālu aiz taksonomiskās etiķetes: tas atspoguļo, kā virzās uz priekšu jūras izpēte, kā tehnoloģijas un sadarbība tiek apvienota, lai atšifrētu struktūras, kuras ir gandrīz neiespējami klasificēt, un kā katrs atklājums, lai cik mazs tas arī šķistu, atgādina mums, ka zem virsmas joprojām slēpjas plaša, slēpta pasaule, kas gaida izpratni.