Izrādās, divas trešdaļas jūras organismu mums nav zināmi, un lielākā daļa vēl neatklāto sugu mīt dzīlēs, portālā RIA Novosti stāsta Vladislavs Strekopitovs.
Dzīvības bagātība
Kopš XVIII gadsimta vidus, kad Karls Linnejs lika bioloģiskās sistemātikas pamatus, zinātnieki pūlas novērtēt uz Zemes dzīvojošo sugu skaitu. Cik liela ir to daudzveidība, kā tā mainījusies ģeoloģiskās vēstures laikā un kas notiek pašlaik – lūk, kādi ir fundamentālie jautājumi, uz ko vēl nāksies atbildēt.
Patlaban zinātnei zināms vairāk nekā pusotrs miljons sugu, taču eksperti atzīst: tā ir tikai daļa no reālās bioloģiskās daudzveidības. Laiku pa laikam parādās slēdzieni, kas atbilstoši aplēšu metodēm milzīgi atšķiras – no trim līdz simt miljoniem. Piemēram, daži pētnieki uzskata, ka tikai sēņu vien uz planētas ir vairāk nekā pieci miljoni sugu, lai arī aprakstīti tikai apmēram simt tūkstoši.
Precīzākos aprēķinus 2011. gadā veica zinātnieki no ASV, Lielbritānijas un Kanādas. Saskaņā ar viņu datiem, uz Zemes mīt apmēram 8,7 miljoni sugu, no kuriem 7,7 miljoni ir dzīvnieki. Apmēram 86% sauszemes un 91% jūras organismu vēl aizvien nav atklāti. Aplēsēs speciālisti ņēma vērā zināmo taksonu skaitu un izskatīja tikai eikariotus – organismus, kuru šūnām ir kodols. Proti, viņi neņēma vērā baktērijas un arhejus.
Visu bioloģisko sugu kopskaits un dzīvnieki – uz sauszemes un okeānā
© Sputnik
Uz sauszemes un jūrā
Biologiem zināmo sugu lielais vairākums ir sauszemes iemītnieki. Jūras dzīles biologiem ir terra incognita, it īpaši tā saucamie abisālie līdzenumi 4-6 kilometru dziļumā, kas aizņem apmēram 40% no okeāna gultnes. Katra ekspedīcija jūrā, pat katrs tralis, katra nosēdumu raudze, kas paņemta dzīlēs, nes jaunus atklājumus. Tāpēc agrākā metode – "ņemot vērā jau zināmo" – nestrādā.
Jūras ģeologi no Šveices, Norvēģijas, Francijas, ASV, Vācijas, Spānijas, Lielbritānijas un Polijas okeānu bioloģiskās daudzveidības vērtējumam izmantoja jaunu apkārtējās vides ģenētiskā materiāla analīzes metodi (eDNS). Viņi veica masu eDNS sekvencēšanu – gandrīz 1,7 tūkstošus paraugu – no dziļūdens nosēdumiem no visiem okeāna baseiniem, savāktiem 15 ekspedīcijās. Un saņēma aptuveni 2 miljardus sekvenču.
Pētnieki salīdzināja jauno informāciju ar esošajiem globālajiem datu kompleksiem par planktona DNS no okeāna apgaismotās un tumšās zonas, kā arī ar visām līdz šim zināmo eikariotu etalona sekvencēm. Viņi balstījās uz planktona DNS bāzes, kas sastādīta atbilstoši jahtas "Tara" ceļojumam apkārt zemeslodei 2009.-2013. gg. Toreiz savāca 35 tūkstošus paraugu no 210 punktiem visos pasaules okeānos. Tika izmantoti arī 2010. gada ekspedīcijas "Malaspina" rezultāti, kurā piedalījās vairāk nekā 400 pētnieki divos zinātniskajos kuģos.
Rezultātā izdevās izdalīt dzīles dzīvojošo organismu un ūdens slāņu iemītnieku ģenētiskos materiālus. Gandrīz divu trešdaļu dzīļu faunas eDNS nav identificēti. Visbiežāk zinātniekiem pat neizdevās noteikt, pie kādas dzīvnieku grupas pieder konkrētā sekvence.
"Tas liecina par nopietnu trūkumu mūsu zināšanās par jūras bioloģisko daudzveidību," pastāstīja Ženēvas universitātes Ģenētikas un evolūcijas katedras profesoru, pētījumu vadītājs Jans Pavlovskis.
Noskaidrojās, ka sīkāko organismu daudzveidība okeāna dzīlēs ir vismaz trīskārt lielāka nekā ūdens slānī, un pārsvarā veido nezināmas taksonomiskās grupas. Netieši dati, piemēram, barības ķēdītē iekļauto planktona sugu komplekss liecina, ka runa nav tikai par sīkākajiem organismiem, piemēram, diatomeju aļģēm un dinofītiem, bet arī lielākiem – tārpiem un sīkajiem moluskiem.
"Autoru izmantotā metode ir piemērota tikai vispārējam bioloģiskās daudzveidības vērtējumam. Zināšanas par sugu daudzveidību un dziļūdens dzīvniekiem ir ļoti ierobežotas. Mēs uzskatām, ka tie veido 10-20% sugu no reāli esošajām, iespējams, pat vēl mazāk," ārvalstu kolēģu slēdzienus komentēja bioloģijas zinātņu doktors Andrejs Gebruks, KZA Okeanoloģijas institūta direktora vietnieks jūru un okeānu ekoloģijas jautājumos.
Pēc viņa domām, tikpat vāji izpētīti arī ūdeņi, ņemot vērā dzīvībai piemērotās telpas apjomu Pasaules okeānā. Tāpēc aplēses – bentosa organismu, bentālās faunas trīskārtējs pārsvars salīdzinājumā ar pelaģiskajiem, ūdens slānī mītošajiem organismiem – ir jāvērtē piesardzīgi.
Vācu zinātniski pētnieciskais kuģis "Sonne" piedalījās divās starptautiskajās ekspedīcijās, kuru rezultāti izmantoti pētījumā
Visvairāk apdzīvotie Zemes rajoni
Par "visblīvāk" apdzīvotajām tiek uzskatītas tropisko mežu ekosistēmas uz sauszemes un koraļļu rifi okeānā. Jaunākie dati rāda, ka ar tām itin labi var sacensties okeāna dziļūdens līdzenumi. Tropu mežos mīt apmēram miljons sugu, apmēram tikpat – koraļļu rifu ekosistēmā. Dzīlēs, domājams, mūs gaida līdzīga daudzveidība, uzskata zinātnieks.
"Ārēji jūras gultne 4-5 kilometru dziļumā izskatās neapdzīvota, taču tā ir mānīga sajūta, - paskaidroja biologs. – Tur ir milzīga dzīves daudzveidība, vienkārši tā nav saskatāma ar neapbruņotu aci – tā ir ļoti sīka. Dzīvnieku izmēri nepārsniedz daļu milimetra, taču sugu bagātība ir vienkārši fantastiska."
Svarīgs oglekļa globālā cikla posms
Zināšanas par dziļūdens dzīvnieku kopskaitu ir ļoti svarīgas ne tikai izpratnei par okeāna barības ķēdīšu funkcionēšanu, bet arī oglekļa globālā ģeoķīmiskā cikla parametru precīzam vērtējumam. Bentosa fauna pārtiek no dzīlēs grimstošajām organiskajām vielām, kuru sastāvā pārsvarā ir pelaģiskais planktons. Pārstrādātās organiskās vielas nonāk nogulumos, kas ar laiku pārvēršas par kalnu iežiem.
Pētījuma autori ir pārliecināti: bioloģiskās daudzveidības vienotais profils no okeāna virsmas līdz gultnei ļaus būtiski labot gultnes ekosistēmas potenciāla vērtējumu kā svarīgu oglekļa cikla posmu starp okeānu, kas absorbē oglekli no atmosfēras un Zemes nogulumiežu segu.
Zinātnieki nonākuši pie ļoti interesanta slēdziena: liela loma oglekļa riņķojumā ir polāro jūru bioloģiskā grupa. Gultnes eDNS un planktona ģenētiskā materiāla analīze parādīja: šo reģionu ekosistēmas spēj saņemt ogļskābo gāzi no atmosfēras un noglabāt to nogulsnējumos. Tātad laiks precizēt klimatiskos modeļus.
Pētnieki cer, ka izmēģināto metodi būs iespējams izmantot seno okeānu bioloģiskās daudzveidības vērtējumam pēc eDNS dzīļu nogulumos. Turklāt tā palīdzēs precīzāk izpildīt paleoklimatiskās rekonstrukcijas.