VILNIUS, vasario 12 — Sputnik. Mokslininkai naujai pažvelgė į vandenynų biologinę įvairovę. Paaiškėjo, kad du trečdaliai jūrų organizmų mums nežinomi ir dauguma dar neatrastų rūšių gyvena dideliame gylyje.
Gyvybės lobynas
Nuo tada, kai XVIII amžiaus viduryje Carlas Linnaeusas padėjo biologinės sistematikos pagrindus, mokslininkai bandė įvertinti Žemėje gyvenančių rūšių skaičių. Kokia didelė yra jų įvairovė, kaip jos pasikeitė per geologijos istoriją ir kas vyksta dabar – esminiai klausimai, į kuriuos dar reikia atsakyti.
Iki šiol mokslas žino šiek tiek daugiau nei pusantro milijono rūšių, tačiau ekspertai pripažįsta, kad tai tik dalis tikrosios biologinės įvairovės. Kartkartėmis pasirodo bendrieji įverčiai, kurie, priklausomai nuo skaičiavimo būdo, skiriasi dviem dydžiais – nuo trijų iki šimto milijonų. Pavyzdžiui, kai kurie tyrinėtojai mano, kad vien grybų yra daugiau nei penki milijonai rūšių. Aprašyta tik apie šimtas tūkstančių.
Tiksliausią įvertinimą 2011 metais atliko JAV, JK ir Kanados mokslininkai. Anot jų, Žemėje gyvena maždaug 8,7 milijono rūšių, iš kurių 7,7 milijono yra gyvūnai. Maždaug 86 procentai sausumos ir 91 procentas jūrų organizmų dar nebuvo atrasti. Skaičiuodami ekspertai rėmėsi žinomų taksonų skaičiumi ir laikė tik eukariotus – organizmus, kurių ląstelėse yra branduolių. Tai reiškia, kad nebuvo atsižvelgta į bakterijas ir archėjas.
Jūros dugnas biologams yra visiška paslaptis. Ypač vadinamosios bedugnės lygumos, esančios keturių–šešių kilometrų gylyje ir užimančios apie keturiasdešimt procentų vandenyno dugno ploto. Naujų atradimų atneša ne tik kiekviena jūrų ekspedicija, praktiškai kiekvienas tralas ir kiekvienas dugno graibštu surinktų nuosėdų mėginys.
Jūrų geologai iš Šveicarijos, Norvegijos, Prancūzijos, JAV, Vokietijos, Ispanijos, JK ir Lenkijos vandenynų biologinei įvairovei įvertinti panaudojo naują aplinkos genetinės medžiagos (eDNA) analizės metodą. Jie atliko masinę eDNR seką – beveik 1,7 tūkst. mėginių – iš visų vandenynų baseinų giliavandenių nuosėdų, surinktų per 15 jūrų ekspedicijų. Ir jie gavo apie du milijardus DNR sekų.
Tyrėjai palygino naują informaciją su esamais pasauliniais planktono DNR duomenų rinkiniais iš šviesių ir tamsių vandenynų, taip pat su visomis žinomų eukariotų etaloninėmis sekomis. Jie pirmiausia rėmėsi planktono DNR duomenų baze, sudaryta iš jachtos "Tara" ekspedicijos 2009–2013 metais rezultatų: tuomet iš 210 taškų visuose pasaulio vandenynuose buvo surinkta 35 000 mėginių.
Be to, 2010 m. Malaspinos ekspedicijos, kurioje dalyvavo daugiau nei 400 tyrinėtojų dviejuose moksliniuose laivuose, rezultatai. Tai padėjo atskirti tiesiogiai dugne gyvenančių organizmų genetinę medžiagą ir vandens storymės gyventojus. Beveik du trečdaliai bentoso faunos eDNR nebuvo nustatyti. Daugeliu atvejų mokslininkai net negalėjo nustatyti, kuriai gyvūnų grupei priklauso ta ar kita seka.
"Tai rodo rimtą spragą mūsų žiniose apie jūrų biologinę įvairovę", – pranešime spaudai sakė Ženevos universiteto Genetikos ir evoliucijos katedros profesorius Janas Pawlowskis. Paaiškėjo, kad mažiausių organizmų įvairovė vandenyno dugne yra bent tris kartus didesnė nei vandens storymėje, o visai šiai gaudybei daugiausia atstovauja nežinomos taksonominės grupės.
Remdamiesi netiesioginiais duomenimis, pavyzdžiui, apie planktoninių rūšių, įtrauktų į mitybos grandinę, rinkinį, mokslininkai teigia, kad kalbama ne tik apie mažiausius organizmus, tokius kaip diatomės ir dinoflagelatai, bet ir apie didesnius – kirmėles ir mažus moliuskus.
"Tyrėjų naudojamas metodas tinka tik bendram biologinės įvairovės vertinimui. Žinios apie giliavandenių gyvūnų rūšių įvairovę yra labai kuklios. Mūsų supratimu, tai apima nuo dešimties iki dvidešimties procentų realiai egzistuojančių rūšių ir galbūt net dar mažiau", – komentuoja Andrejus Gebrukas, biologijos mokslų daktaras, Vandenyno dugno faunos laboratorijos vadovas, Rusijos mokslų akademijos PP Širšovo okeanologijos instituto direktoriaus pavaduotojas.
Ne geriau, pasak Gebruko, tyrinėta ir vandens erdvė. Tai visų pirma lemia erdvės, tinkamos gyventi vandenynuose, mastas. Todėl bentosinių dugninių rūšių skaičiaus trigubą pranašumą prieš pelagines, gyvenančias vandens storymėje, reikėtų vertinti atsargiai.
Labiausiai apgyvendintos Žemės dalys
Įprastai "tankiausiai apgyvendintos" ekosistemos yra atogrąžų miškai sausumoje ir koralų rifai vandenyne. Nauji duomenys rodo, kad giliavandenės vandenyno lygumos yra gana pajėgios su jomis konkuruoti. Apie milijonas gyvūnų rūšių gyvena tropikų miškuose, maždaug tiek pat – koralinių rifų ekosistemoje. Dugne, anot Andrejaus Gebruko, turėtume tikėtis tokios įvairovės.
"Iš išorės jūros dugnas keturių–penkių kilometrų gylyje atrodo negyvas, tačiau šis jausmas apgaulingas, – aiškina biologas. – Gyvybės yra didžiulė įvairovė, tik plika akimi jos nematoma: ji labai maža. Gyvūnų dydis yra milimetro dalis, tačiau rūšių įvairovė yra tiesiog neįtikėtina."
Svarbi pasaulinio anglies ciklo grandis
Žinios apie bendrą giliavandenių gyvūnų skaičių yra nepaprastai svarbios ne tik norint suprasti vandenynų mitybos grandinių funkcionavimą, bet ir tiksliau įvertinti pasaulinio geocheminio anglies ciklo parametrus. Bentoso fauna minta į dugną grimztančia organine medžiaga, kurioje vyrauja pelaginis planktonas. Perdirbtos organinės medžiagos patenka į nuosėdas, kurios ilgainiui virsta uolienomis. Vienintelis biologinės įvairovės profilis nuo vandenyno paviršiaus iki gilaus dugno leidžia, pasak tyrimo autorių, reikšmingai pakoreguoti sampratą apie dugno ekosistemą, kaip svarbią anglies ciklo grandį tarp vandenyno, kuris sugeria anglį iš atmosferos, ir Žemės nuosėdinės dangos.
Dar viena įdomi mokslininkų išvada yra ta, kad poliarinių jūrų biobendrijos atlieka svarbų vaidmenį anglies cikle. Bentoso eDNR ir planktono genetinės medžiagos analizė parodė, kad šių regionų ekosistemos gali sugauti anglies dioksidą iš atmosferos ir palaidoti jį nuosėdinėse formacijose. Tai reiškia, kad laikas tobulinti klimato modelius. Tyrėjai tikisi, kad jų išbandytas metodas gali būti naudojamas senovės vandenynų biologinei įvairovei įvertinti iš eDNR, esančios giliose nuosėdose. O be to tiksliau atlikti paleoklimatines rekonstrukcijas.