Το τελευταίο άγνωστο tera στη Γη

Ο βυθός του ωκεανού είναι το λιγότερο εξερευνημένο οικοσύστημα στον πλανήτη, παρόλο που καλύπτει περισσότερο από το 60 τοις εκατό της επιφάνειας της Γης. Η σε μεγάλο βαθμό άγνωστη ζωή στα αβυσσαλέα ιζήματα, από τη βενθική πανίδα μέχρι τα μικρόβια, βοηθά στην ανακύκλωση ή/και την απομάκρυνση της βυθισμένης οργανικής ύλης που προέρχεται από επιφανειακές κοινότητες που αριθμητικά κυριαρχείται από μικροσκοπικό πλαγκτόν. Έτσι, τα βενθικά οικοσυστήματα υποστηρίζουν δύο μεγάλες οικοσυστημικές υπηρεσίες πλανητικής σημασίας: την υγιή λειτουργία των τροφικών ιστών των ωκεανών και την ταφή άνθρακα σε γεωλογικές χρονικές κλίμακες, που είναι και οι δύο σημαντικοί ρυθμιστές του κλίματος της Γης.

Ερευνητές από το Νορβηγικό Ερευνητικό Κέντρο (NORCE), το Κέντρο Ερευνών για το Κλίμα Bjerknes και το Πανεπιστήμιο της Γενεύης, καθώς και από το CNRS/Genoscope και το IFREMER στη Γαλλία, ανέλυσαν την αλληλουχία του ευκαρυωτικού DNA που βρέθηκε σε ιζήματα βαθέων υδάτων από όλες τις μεγάλες λεκάνες των ωκεανών και σύγκρινε αυτά τα νέα δεδομένα με σύνολα δεδομένων Πλαγκτόν σε παγκόσμια κλίμακα από την ηλιοφώτιστη και σκοτεινή στήλη νερού, που αποκτήθηκαν από τις αποστολές Tara Oceans και Malaspina σε όλο τον κόσμο. Αυτό παρέχει την πρώτη πλήρη ενοποιημένη προβολή ωκεανός Ευκαρυωτική βιοποικιλότητα, από επιφανειακά έως ιζήματα βαθέων ωκεανών, επιτρέποντας την αντιμετώπιση θαλάσσιων περιβαλλοντικών ζητημάτων για πρώτη φορά σε παγκόσμια κλίμακα και σε όλο τον τρισδιάστατο χώρο του ωκεανού, σηματοδοτώντας ένα σημαντικό βήμα προς ένα «ενιαίο ωκεάνιο περιβάλλον».

«Με σχεδόν 1.700 δείγματα και δύο δισεκατομμύρια αλληλουχίες DNA από την επιφάνεια στο βάθος του ωκεανού σε όλο τον κόσμο, η περιβαλλοντική γονιδιωματική υψηλής απόδοσης επεκτείνει σημαντικά την ικανότητά μας να μελετάμε και να κατανοούμε τη βιοποικιλότητα στα βαθιά θαλάσσια σώματα και τη σύνδεσή της με τα υδάτινα σώματα από πάνω άνθρακα», λέει ο Tristan Cordier, ερευνητής στο NORCE και στο Bjerknes Centre for Climate Research, Νορβηγία, και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης.

Τι ζει σε αυτό το σκοτεινό και εχθρικό περιβάλλον;

Συγκρίνοντας τις αλληλουχίες DNA των ιζημάτων με αυτές των επιφανειακών κόσμων, ήταν δυνατό να διακριθούν οι αρχικοί βενθικοί οργανισμοί από το βυθιζόμενο πλαγκτόν που έφτασε στον πυθμένα της θάλασσας από την άνω στήλη του νερού. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι αυτή η βενθική βιοποικιλότητα μπορεί να είναι τρεις φορές μεγαλύτερη από ό,τι στα παραπάνω υδατικά συστήματα. Αυτή η ποικιλομορφία αποτελείται από πολύ διαφορετικές ταξινομικές ομάδες που είναι ως επί το πλείστον άγνωστες.

“Συγκρίναμε τις αλληλουχίες DNA του βαθέως βυθού με όλες τις διαθέσιμες αλληλουχίες αναφοράς γνωστών ευκαρυωτών. Τα δεδομένα μας δείχνουν ότι περίπου τα δύο τρίτα αυτής της βενθικής ποικιλότητας δεν μπορούν να αποδοθούν σε καμία γνωστή ομάδα, αποκαλύπτοντας ένα σημαντικό κενό στις γνώσεις μας για τη θαλάσσια βιοποικιλότητα”, λέει ο Jan Paulowski.Καθηγητής στο Τμήμα Γενετικής και Εξέλιξης στο Πανεπιστήμιο της Γενεύης και στο Ινστιτούτο Ωκεανογραφίας της Πολωνικής Ακαδημίας Επιστημών στο Σόποτ.

Τι μπορεί να μας πει το DNA του πλαγκτού σε ιζήματα βαθέων υδάτων;

Η ανάλυση της αφθονίας και της σύνθεσης του DNA του πλαγκτόν σε ιζήματα βαθέων υδάτων επιβεβαίωσε ότι οι πολικές περιοχές είναι εστίες δέσμευσης άνθρακα. Επιπλέον, ο σχηματισμός πλαγκτονικού DNA σε ιζήματα προβλέπει διακύμανση της ισχύος της βιολογικής αντλίας, μιας οικολογικής διαδικασίας που μεταφέρει το ατμοσφαιρικό διοξείδιο του άνθρακα στα βαθιά του ωκεανού, ρυθμίζοντας έτσι το παγκόσμιο κλίμα.

«Για πρώτη φορά, μπορούμε να καταλάβουμε ποια μέλη των κοινοτήτων πλαγκτονίου συνεισφέρουν περισσότερο στη βιολογική αντλία, η οποία είναι αναμφισβήτητα η πιο σημαντική διαδικασία του ωκεάνιου οικοσυστήματος», λέει ο Columban de Vargas, ερευνητής στο CNRS στο Roscoff της Γαλλίας.

Πώς θα επηρεαστεί η βαθιά θάλασσα από τις παγκόσμιες αλλαγές;

Αυτό το σύνολο γονιδιωματικών δεδομένων αντιπροσωπεύει το πρώτο συνεπές στιγμιότυπο της πλήρους ποικιλομορφίας των ευκαρυωτών στον σύγχρονο ωκεανό. Παρέχει μια μοναδική ευκαιρία για την ανακατασκευή αρχαίων ωκεανών από το DNA που περιέχεται στην προσαύξηση ίζημα Καταγράψτε, για να αξιολογήσετε πώς το κλίμα έχει επηρεάσει τις κοινότητες πλαγκτόν και βενθικών στο παρελθόν.

“Τα δεδομένα μας δεν θα αντιμετωπίσουν μόνο παγκόσμια ζητήματα βιοποικιλότητας, βιογεωγραφίας και αλληλεξάρτησης μεταξύ των θαλάσσιων ευκαρυωτών. Μπορούν επίσης να χρησιμεύσουν ως βάση για την ανακατασκευή της προηγούμενης λειτουργίας της βιολογικής αντλίας από αρχαία αρχεία ιζηματογενούς DNA. Στη συνέχεια θα αναφέρει για τη μελλοντική ισχύ στο ένας θερμότερος ωκεανός, είναι θεμελιώδες για τη μοντελοποίηση του μελλοντικού κύκλου άνθρακα υπό την κλιματική αλλαγή», εξηγεί ο Tristan Cordier.

“Η μελέτη μας αποδεικνύει περαιτέρω ότι η έρευνα για τη βιοποικιλότητα βαθέων υδάτων είναι υψίστης σημασίας. Τεράστιοι αριθμοί άγνωστων οργανισμών ζουν στα ιζήματα του βυθού των ωκεανών και πρέπει να διαδραματίσουν ουσιαστικό ρόλο στις οικολογικές και γεωχημικές διαδικασίες. Η καλύτερη γνώση αυτής της πλούσιας ποικιλότητας είναι ζωτικής σημασίας εάν θέλουμε να προστατεύσουμε Αυτά τα τεράστια, σχετικά παρθένα οικοσυστήματα μπορούν να επωφεληθούν από τις επιπτώσεις των πιθανών ανθρώπινων εισβολών στο μέλλον και να κατανοήσουν τις επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής σε αυτά», καταλήγει ο Andrew Godday, Επίτιμος συνεργάτης στο Εθνικό Ωκεανογραφικό Κέντρο του Σαουθάμπτον, ο οποίος συμμετείχε επίσης στην έρευνα. .

Η αναζήτηση δημοσιεύτηκε στο πρόοδος της επιστήμης.

Παρέχεται από το MARUM – Center for Marine Environmental Sciences, University of Bremen