Βιολογία

Όταν βιολόγοι από το Πανεπιστήμιο του Κονέκτικατ δήλωσαν ότι επιθυμούσαν να μεταφέρουν την εργαστηριακή συσκευή τους για τον προσδιορισμό αλληλουχιών DNA ―το κόστος της οποίας ανέρχεται στα 85.000 δολάρια― στη Θάλασσα των Σαργασσών στον Ατλαντικό, παρενέβη η κατασκευάστρια εταιρεία Applied Biosy-stems, διότι στους όρους της εγγύησης δεν συμπεριλαμβανόταν χρήση της συσκευής σε ωκεανογραφικές αποστολές. Ακόμη και ο J. Craig Venter, διάσημος για το ρόλο που διαδραμάτισε στην αποκωδικοποίηση του ανθρώπινου γονιδιώματος, διατηρούσε στην κατάψυξη μικροβιακά δείγματα από την ίδια θάλασσα ώστε να μπορέσει να προσδιορίσει τις αλληλουχίες τού DNA τους πίσω στη στεριά. Βάσει των αποτελεσμάτων του δείχθηκε ότι τα επιφανειακά ύδατα στην ήπια θάλασσα γύρω από τις Βερμούδες βρίθουν γενετικού υλικού. Όμως, οι βιολόγοι από το Κονέκτικατ επιθυμούσαν να προχωρήσουν την έρευνά τους σε μεγαλύτερα βάθη στον ωκεανό ―και πέρα από τα μικρόβια―, με σκοπό να εξετάσουν την ποικιλότητα της πανίδας που απαντά στη βάση του τροφικού πλέγματος. Έκριναν λοιπόν ότι η εργασία με μια συσκευή προσδιορισμού αλληλουχιών εν πλω θα τους απέφερε τα καλύτερα δυνατά αποτελέσματα.

Οι εν λόγω ερευνητές είναι μέλη ενός διεθνούς δικτύου ειδικών στις επιστήμες της θάλασσας ―ονομάζεται Απογραφή της Θαλάσσιας Ζωής―, το οποίο από το 2000 ξεκίνησε μια αποστολή με σκοπό να ταυτοποιήσει έως το 2010 κάθε ζωντανό πλάσμα του ωκεανού. Για το σκοπό αυτό, ο Peter Wiebe, του Ωκεανογραφικού Ινστιτούτου τού Γουντς Χολ (στο Φάλμουθ της Μασαχουσέτης) σχεδίασε ένα σύστημα φίλτρων από δίχτυα με λεπτά μάτια (ανοίγματα), το οποίο εγκατέστησε σε μια τράτα για βαθιές θάλασσες. Πάνω στο πλοίο, ο Ronald H. Brown, της Εθνικής Διεύθυνσης Ωκεανών και Ατμόσφαιρας (ΝΟΑΑ) των ΗΠΑ, ο Wiebe, επί κεφαλής του επιστημονικού προσωπικού, και η ομάδα του χρησιμοποίησαν τη συσκευή με τα δίχτυα-φίλτρα προκειμένου να σαρώσουν τη Θάλασσα των Σαργασσών. Μια ολοκαίνουργια συσκευή προσδιορισμού DNA βάρους 140 κιλών τοποθετήθηκε σε κλιματιζόμενο δωμάτιο του ερευνητικού σκάφους, δεμένη σφιχτά με ελαστικό σκοινί. Γι’ αυτούς ήταν η πρώτη τους αποστολή κατά την οποία θα πραγματοποιούνταν, εν πλω, ταυτοποίηση θαλάσσιων ζώων από βάθη 5.000 μέτρων και προσδιορισμός αλληλουχίας για συγκεκριμένους γονιδιακούς δείκτες, κάτι σαν «ανίχνευση ραβδοκώδικα» ανά είδος.

Η Ann Bucklin, διευθύντρια του Κέντρου Θαλάσσιων Επιστημών και Τεχνολογίας στο Πανεπιστήμιο του Κονέκτικατ, παρουσίασε φέτος την άνοιξη στο Αμστερνταμ κάποια προκαταρκτικά αποτελέσματα. Υποστηρίζει ότι αυτή η έρευνα θα αποτελέσει τη βάση προκειμένου να εκτιμηθεί πώς επηρεάζονται το ζωοπλαγκτόν και το περιβάλλον του από τη ρύπανση, την υπεραλιεία, την αλλαγή κλίματος και άλλες ανθρώπινες δραστηριότητες. Κατά τη διάρκεια της εικοσαήμερης αποστολής, 28 ειδικοί επιστήμονες από 14 χώρες συνέλεξαν 1.000 ξεχωριστά δείγματα, όπου συμπεριλαμβάνονταν 120 είδη ψαριών, ορισμένα εκ των οποίων καταγράφονταν για πρώτη φορά, και εκατοντάδες είδη ζωοπλαγκτού. Στο ζωοπλαγκτόν περιλαμβάνονται επιπλέοντα ζώα παρασυρόμενα από ρεύματα και κολυμβητικά, τα οποία συνιστούν άμεσους καταναλωτές φυκών και άλλων φυτικών μορφών ζωής, που καλούνται φυτοπλαγκτόν. Επίσης, τρώνε το ένα το άλλο και μερικά από αυτά μπορούν να καταβροχθίζουν ακόμη και μικρά ψάρια. Πολλοί δε βενθικοί (εδραίοι) οργανισμοί ξεκινούν στο προνυμφικό τους στάδιο ως ζωοπλαγκτόν. Πάντως, ό,τι κι αν συμβεί στο ζωοπλαγκτόν των ωκεανών έχει άμεση επίδραση στο υπόλοιπο των θαλάσσιων τροφικών πλεγμάτων.

Για την εξέταση των συλλεχθέντων πλασμάτων, οι θαλάσσιοι βιολόγοι ξέπλεναν αμέσως τα φίλτρα με το κολλώδες και διάφανο κουβάρι των μορφών ζωής, μεταφέροντας το υλικό σε κουβάδες με κρύο νερό προκειμένου να διατηρούν ζωντανά όσο δυνατόν περισσότερα ζώα για οπτική ταυτοποίηση. Η αλλαγή πίεσης δεν αποτελεί πρόβλημα για τους περισσότερους από αυτούς τους φυτοφάγους οργανισμούς, αφού κατά τη διάρκεια της ημέρας είναι σε θέση να καταδύονται σε βάθος χιλιάδων μέτρων και ακολούθως, τη νύχτα, να αναδύονται κοντά στην επιφάνεια της θάλασσας για να τραφούν. Εντούτοις, το ζωοπλαγκτόν ισορροπεί κοντά στο θερμοκλινές, το διακριτό όριο μεταξύ των βαθύτερων, πιο ψυχρών υδάτων και των θερμότερων επιφανειακών υδάτινων μαζών, όπερ σημαίνει ότι μια αλλαγή της θερμοκρασίας από το σχεδόν παγωμένο περιβάλλον του βυθού σε εκείνο του θερμού υδατόλουτρου είναι δυνατόν να σκοτώσει τα θερμοευαίσθητα αυτά πλάσματα.

Όταν τα πλαγκτονικά ζώα πεθάνουν, μετατρέπονται σε αδιαφανή και άχρωμα, καθώς αποδομούνται οι πρωτεΐνες και το DNA τους. Η γνώση σχετικά με τα περισσότερα είδη ζωοπλαγκτού προέρχεται από δείγματα που συνελέγησαν σε βάθος μικρότερο των 1.000 μέτρων. Κατά τη διάρκεια αυτής της αποστολής, οι επιστήμονες ξεκίνησαν από την επιφάνεια του νερού και συνέχισαν να συλλέγουν δείγματα κατά μήκος της υδάτινης στήλης κάθε 1.000 μέτρα βάθους.

Η μοναδικότητα της αποστολής οφειλόταν στο γεγονός ότι συμμετείχαν ειδικοί της ταξινομικής που εργάζονταν εντατικά στα μικροσκόπια, δίπλα σε μοριακούς βιολόγους οι οποίοι ετοίμαζαν τα δείγματα από τα διάφορα είδη για ανάλυση DNA. «Αυτό το άνευ προηγουμένου σκηνικό τεχνογνωσίας που στήθηκε στο σκάφος της αποστολής υποδηλώνει ότι συχνά οι συλλεγόμενοι για ταυτοποίηση οργανισμοί δεν συντηρούνται με τρόπο ώστε να επιτρέπει και την εξαγωγή γενετικού υλικού από αυτούς για αξιόπιστη μοριακή ανάλυση», σημειώνει ο Rob Jennings του Πανεπιστημίου του Κονέκτικατ. Και τούτο με την εν λόγω αποστολή άλλαξε. Επιπλέον, προσθέτει: «Η εκπαίδευση επιστημόνων ώστε να αποκτήσουν δεξιότητες τόσο στην ταξινομική ταυτοποίηση όσο και στην ανάλυση DNA είναι ένας από τους κύριους στόχους του ερευνητικού προγράμματος.» Μέχρι τα τέλη Απριλίου, οπότε το ερευνητικό σκάφος ελλιμενίσθηκε, οι επιστήμονες είχαν καταγράψει 500 ζώα και ανιχνεύσει τον γενετικό ραβδοκώδικα σε 220 από αυτά. Ώς το 2010, οι επιστήμονες της Απογραφής της Θαλάσσιας Ζωής προσβλέπουν στη γενετική καταγραφή και των 6.800 γνωστών ειδών ζωοπλαγκτού και πιθανόν πολλών άλλων ειδών που δεν έχουν ακόμη ανακαλυφθεί.

Επιστημονικά Νέα - Οκτώβριος, 2006