DZIKIE ŻYCIE

Za dokładnie?

Jan Marcin Węsławski

Widziane z morza

Analityka chemiczna a ostatnio też metody analiz DNA – techniki molekularne rozwijają się błyskawicznie. Z jednej strony dostarczając informacji coraz szybciej i coraz taniej, a z drugiej strony, coraz bardziej dokładnych danych. W nowoczesnej chemii analitycznej wykrywa się już pojedyncze cząsteczki substancji w wielkich rozcieńczeniach, a metody analiz DNA pozwoliły sięgnąć wstecz do kilkudziesięciu tysięcy lat. Do tego z pojedynczych fragmentów DNA można uzyskać za pomocą urządzeń typu PCR wielkie ilości materiału, co oznacza, że udaje się wykryć nie tylko całe organizmy, ale nawet ich ślady. W jaskiniach zamieszkałych przez neandertalczyków nie trzeba już wyszukiwać kawałków kości, wystarczy ekstrahować DNA z piasku wokół ogniska, gdzie 40 tysięcy lat temu spadły krople potu jakiegoś łowcy pracującego nad kamiennym ostrzem. DNA wykrywa się w próbkach powietrza – wykryto fragmenty genomu lwów w powietrzu, ponad 1 km od zoo w Hamburgu.

To zdjęcie ilustruje różnicę pomiędzy rejestracją obiektu i opisem zjawiska w Przyrodzie: Kamera na głębokości 300 m pod Spitsbergenem zarejestrowała dwie kategorie obiektów – młodego halibuta oraz wiele osłonic (żelatynowatych stworzeń, prymitywnych strunowców). Ale cała sprawa polega na historii, którą zdjęcie opowiada: Oto pewnego dnia ogromna liczba pelagicznych – unoszących się miesiącami w toni wodnej drapieżnych organizmów, nagle zakończyła żywot i opadła na dno pokrywając je dywanem żelowatych baryłeczek na przestrzeni dziesiątek kilometrów. Błyskawicznie wielka masa materii organicznej (węgla organicznego) wytworzonej na powierzchni przez fitoplankton i zjedzonej przez zooplankton zjechała na dno oceanu usuwając w ten sposób dwutlenek węgla z atmosfery i dostarczając pokarm do strefy głębinowej. To zjawisko trudne do zaobserwowania, zdarzające się prawdopodobnie kilka razy w roku w różnych miejscach oceanu. Fot. Kajetan Deja, IOPAN
To zdjęcie ilustruje różnicę pomiędzy rejestracją obiektu i opisem zjawiska w Przyrodzie: Kamera na głębokości 300 m pod Spitsbergenem zarejestrowała dwie kategorie obiektów – młodego halibuta oraz wiele osłonic (żelatynowatych stworzeń, prymitywnych strunowców). Ale cała sprawa polega na historii, którą zdjęcie opowiada: Oto pewnego dnia ogromna liczba pelagicznych – unoszących się miesiącami w toni wodnej drapieżnych organizmów, nagle zakończyła żywot i opadła na dno pokrywając je dywanem żelowatych baryłeczek na przestrzeni dziesiątek kilometrów. Błyskawicznie wielka masa materii organicznej (węgla organicznego) wytworzonej na powierzchni przez fitoplankton i zjedzonej przez zooplankton zjechała na dno oceanu usuwając w ten sposób dwutlenek węgla z atmosfery i dostarczając pokarm do strefy głębinowej. To zjawisko trudne do zaobserwowania, zdarzające się prawdopodobnie kilka razy w roku w różnych miejscach oceanu. Fot. Kajetan Deja, IOPAN

Próbki planktonu, które rutynowo zbieramy w Arktyce w czasie dorocznych rejsów naszej OCEANII po trwającej blisko rok analizie mikroskopowej (jedną próbkę analizuje zwykle przez co najmniej jeden dzień dwóch specjalistów) zostały ostatnio poddane analizie metodami biologii molekularnej i zamiast 30-50 gatunków planktonu dostaliśmy długą listę genomów (fragmentów), wśród których znalazły się m.in. ziemniaki, kukurydza i pomarańcze, nie mówiąc o psach i krowach. Oznacza to tylko tyle, że tysiące kilometrów wcześniej, gdzie prąd morski opuszczał wybrzeża Europy do wody dostały się resztki ze statkowego obiadu lub nieoczyszczone ścieki z nadbrzeżnej wioski.

Część tych nadmiarowych informacji da się odfiltrować – ewidentnie śmieciowe dane jak te o ziemniakach w planktonie. Ogromna większość jednak to genetyczne ślady organizmów, o których nic nie wiemy. Czy to szczątki czegoś, co dawno zginęło i teraz dryfuje w morzu? Czy to nieznany organizm, który przeoczyliśmy w badaniach mikroskopowych? Tak było z Prochlorococcus marinus miniaturową sinicą odkrytą w 1992 r., ostatecznie opisaną w 2020 r., którą dziś uważa się za najliczniejszy gatunek występujący na Ziemi.

W działaniach na rzecz ochrony Przyrody, trzeba zdawać sobie sprawę z naszej onieśmielająco niskiej wiedzy o prawdziwym poziomie bioróżnorodności, ale łatwo wpaść w pułapkę oczarowania nowymi technikami – urządzeniami na prąd z lampką. To bardzo ważne techniki, ale służą tylko do liczenia i klasyfikowania obiektów. Żadnej innej informacji nam nie dostarczą. Informacja, że na dnie oceanu wykryto genetyczny ślad ponad 4 milionów odrębnych genetycznie obiektów jest ciekawa, ale ważniejsze dla zrozumienia świata jest to, że udało nam się sfotografować jak Spiculosiphon, amebopodobna, jednokomórkowa otwornica, zbiera igły gąbek i skleja z nich rusztowanie, które służy jej do polowania na pokarm.

Prof. Jan Marcin Węsławski