Un experiment de aproape un deceniu aduce la suprafață viața din recifele adânci din Palau

Au fost colectate aproape 3.000 de exemplare, dar identificarea lor se află într-o etapă preliminară. La verificarea făcută în iulie de WIRED, Susanne Bähr, cercetătoare postdoctorală la California Academy of Sciences, a precizat că doar 3% dintre probe fuseseră identificate la nivel de specie. Puțin sub 20 primiseră o identificare la nivel de gen, categoria care grupează specii înrudite. Cifrele erau încă în curs de prelucrare.

Printre organismele aduse la suprafață se află și câteva posibile specii noi. Culorile și modelele acestor animale îi permit unui specialist să le deosebească mai ușor, însă confirmarea necesită teste genetice.

Plăcile identice permit compararea vieții de la adâncimi diferite

Metoda folosește structuri autonome de monitorizare a recifelor, denumite ARMS. Fiecare este alcătuită din mai multe plăci de PVC, un material plastic, suprapuse la intervale uniforme și fixate pe o placă de bază. Cercetătorii le ancorează în locul ales și le lasă acolo pentru ca organismele să le colonizeze.

Rocha explică faptul că o suprafață curată așezată pe un recif începe să fie ocupată de larve de bureți, gorgonii și corali. Spațiile dintre plăci oferă apoi ascunzători pentru creveți, moluște și ascidii. În timp se formează un mic recif stabil, cu numeroase organisme care ar fi greu de colectat împreună printr-o singură scufundare.

Chris Meyer, directorul programului Smithsonian Global ARMS, subliniază avantajul structurilor identice: cercetătorii pot compara comunitățile care se instalează pe aceeași configurație. O piatră acoperită de organisme poate oferi informații, dar forma și particularitățile ei fac mai dificilă comparația cu alte pietre, chiar din același recif.

Au ales trei niveluri de adâncime pentru comparații:

• Aproximativ 10 metri, pentru comunitățile din recifele de mică adâncime.
• Aproximativ 50 de metri, pentru o parte dintre comunitățile din recifele adânci.
• Aproximativ 100 de metri, pentru organismele care trăiesc mai jos, unde lumina este mai slabă.

Instalarea a fost relativ ieftină, potrivit lui Rocha, și a fost susținută din fonduri private. Recuperarea costa mai mult, astfel că echipa a trebuit să obțină o nouă finanțare. Așteptarea s-a prelungit peste durata dorită de cercetător, până când finanțatori privați au acceptat să acopere și această etapă.

Scufundările lasă doar câteva minute pentru cercetare

Recifele studiate aparțin ecosistemelor mezofotice, adică unor comunități aflate într-o zonă intermediară de lumină: sub apele bine luminate, dar deasupra întunericului profund. Despre gradul de cunoaștere a acestei zone, Rocha a declarat pentru WIRED, în Palau: „Tot ce se află între 30 și 150 de metri este foarte, foarte puțin cunoscut.”

Asemenea recife se găsesc în multe dintre regiunile în care există și recife de mică adâncime, în principal în zone tropicale și subtropicale precum Micronezia și Caraibele. Cercetătorii au întâlnit numeroase specii care par specifice acestor habitate, iar cercetări recente indică o posibilă vulnerabilitate la schimbările climatice.

În apele puțin adânci, coralii duri trăiesc în asociere cu alge care folosesc lumina pentru a produce nutrienți prin fotosinteză. Algele hrănesc coralii, iar aceștia secretă o structură de carbonat de calciu care contribuie la formarea recifului. La adâncimi mai mari, lumina și posibilitățile de fotosinteză se reduc, iar temperatura scade. Organismele de acolo sunt adaptate la apă mai rece și lumină mai slabă.

Accesul cercetătorilor este însă dificil. La aproximativ 100 de metri, scufundarea cere tehnici mai complexe și implică riscuri mai mari decât în apele de suprafață. Cu cât scafandrul coboară, cu atât gazele pătrund mai repede în țesuturi, limitând timpul petrecut la adâncime.

„Avem foarte, foarte puțin timp”, a explicat Rocha. „Iar prin puțin timp mă refer la cinci minute. Șase, șapte minute”, a precizat el.

În acel interval, echipa poate fotografia, măsura sau colecta câteva probe. Revenirea la suprafață poate dura ore: urcarea trebuie făcută lent pentru a evita boala de decompresie, asociată schimbării presiunii.

Vehiculele operate de la distanță și submersibilele au fost folosite, de asemenea, pentru explorare. Camerele lor nu surprind însă întotdeauna detaliile necesare sau animalele ascunse. Structurile lăsate în recif permit colectarea unor comunități dezvoltate în timp, dincolo de ceea ce poate observa o echipă într-o vizită scurtă.

Identificarea combină fotografiile, țesuturile și testele genetice

După recuperarea structurilor din Palau, echipa a demontat plăcile, iar Meyer le-a fotografiat pentru a păstra o înregistrare a comunităților formate pe ele. Alți cercetători au cercetat tăvile cu resturi, au separat animalele mici și au răzuit probe de pe suprafețe pentru a le depozita în tuburi.

Organismele colectate au inclus:

• Crabi mici, viermi și moluște, căutate cu atenție printre resturile desprinse de pe plăci.
• Ascidii, animale marine descrise drept cele mai apropiate rude nevertebrate ale oamenilor.
• Bureți cu forme și texturi diferite: plați, cu o suprafață care părea uscată sub apă, groși și acoperiți de peri sau foarte subțiri, străbătuți de filamente argintii.
• Octocorali, corali moi pe care echipa i-a separat pentru studiu.
• Briozoare, animale care formau colonii cu aspect de faguri plați, curbați.

„Căutăm fiecare lucru distinct, pe care îl numim morfospecie”, a explicat pentru WIRED Sarah Tweedt, biolog cercetător la Smithsonian. Termenul desemnează aici organisme deosebite între ele pe baza formei și a trăsăturilor vizibile.

Echipa prelevează țesuturi reprezentative pentru secvențierea acidului dezoxiribonucleic (ADN), adică citirea informației genetice, și pentru asocierea acesteia cu organismul fotografiat. Compararea cu bibliotecile genetice existente poate ajuta la identificare atunci când există deja o înregistrare corespunzătoare.

Fotografiile și descrierile sunt analizate împreună cu rezultatele genetice. Acest proces va permite identificări mai precise și verificarea exemplarelor care ar putea aparține unor specii noi. Multe dintre probe fuseseră încadrate, la momentul relatării, doar în categorii biologice mai largi.

Relațiile dintre animale sunt urmărite împreună cu speciile

Structurile au adus în laborator și animale care trăiesc împreună. Cercetătorii au observat un crab pompom, un crustaceu galben minuscul care ținea anemone mov în cleștii anteriori modificați.

Tweedt a găsit și un crustaceu cunoscut drept crevete schelet, camuflat pe un organism numit hidroid. Într-o altă etapă a examinării, ea a observat melci marini roșii și octocorali de aceeași culoare, pe care moluștele păreau să trăiască.

Pentru biolog, aceste relații reprezintă unul dintre principalele câștiguri ale proiectului. Colectarea unei comunități păstrează mai multe indicii despre interacțiunile dintre animale decât aducerea la suprafață a câtorva exemplare izolate.

Rocha urmărește să înțeleagă sursele de energie ale acestor ecosisteme, lanțul trofic, adică relațiile de hrănire dintre organisme, și adaptările la adâncime. Echipa cercetează și asemănările cu recifele de mică adâncime, inclusiv ipoteza că habitatele mai adânci ar putea oferi refugiu unor specii care trăiesc mai aproape de suprafață.

În opinia zoologului, o descriere de bază a comunităților este necesară pentru studierea efectelor schimbărilor climatice și alegerea unor metode eficiente de protecție. El compară etapa actuală cu cercetările ecologice de la mijlocul secolului XX despre schimbarea distribuției speciilor odată cu altitudinea pe un munte.

Bähr lucrează deja cu datele structurilor recuperate din Guam pentru a stabili în ce măsură aceleași specii se întâlnesc la adâncimi diferite.

Rocha privește rezultatele ca pe piese ale unui puzzle pe care echipa sa nu îl va putea completa în întregime, dar care vor fi utile generației următoare de cercetători.