240 de metri sub Marea Baltică: metoda prin care oamenii de știință au readus la viață organisme marine vechi de 7.000 de ani

Oamenii de știință au readus la viață alge vechi de 7.000 de ani, extrase din sedimentele adânci ale Mării Baltice. Această reactivare le permite cercetătorilor să studieze direct felul în care organismele marine microscopice s-au adaptat la schimbările climatice din trecut. Aceste alge minuscule, adormite de aproape 7.000 de ani pe fundul mării, nu doar că au supraviețuit procesului de reactivare, ci au prosperat imediat.

Aceste organisme aflate chiar la baza lanțurilor trofice marine, cunoscute sub numele de fitoplancton, ascund un truc de supraviețuire fascinant. Atunci când condițiile de mediu se înrăutățesc, ele intră într-o stare de hibernare profundă și se scufundă. În medii extreme precum adâncurile Mării Baltice, unde sedimentele sunt complet lipsite de oxigen (anoxice), aceste celule pot rămâne perfect conservate timp de mii de ani. Lipsa totală a oxigenului blochează procesele de descompunere, transformând aceste straturi de noroi într-un mediu perfect de conservare la nivel celular.

Prin studierea acestui fitoplancton antic în viață, cercetătorii nu mai depind doar de fosile; ei pot testa direct biologia organismelor preistorice pentru a înțelege cum ar putea reacționa ecosistemele marine la încălzirea globală actuală.

Cercetarea inovatoare a fost condusă de Sarah Bolius de la Institutul Leibniz pentru Cercetarea Mării Baltice (IOW). Așa cum este detaliat în studiul publicat în jurnalul științific The ISME Journal, carotele de sedimente extrase din regiunea Eastern Gotland Deep ascund o adevărată arhivă stratificată a mediilor din trecut. Această structură le permite oamenilor de știință să coreleze cu o precizie incredibilă organismele vii cu perioade specifice din istoria planetei noastre.

Noroiul de adâncime acționează ca o arhivă naturală

Probele analizate au fost aduse la suprafață de la o adâncime de 240 de metri, fiind colectate în timpul unei expediții științifice din 2021, la bordul navei de cercetare Elisabeth Mann Borgese. Fiecare strat individual din aceste sedimente corespunde unui moment distinct din trecutul tumultuos al Mării Baltice.

După cum au explicat cercetătorii, aceste straturi sedimentare funcționează ca un jurnal de mediu, conținând indicii cruciale – precum fluctuațiile de salinitate și nivelurile istorice de oxigen – care ajută la reconstituirea fidelă a condițiilor din trecut. Bolius a subliniat importanța acestor mostre, declarând că:

„Astfel de depozite sunt ca o capsulă a timpului care conține informații valoroase despre ecosistemele din trecut și comunitățile biologice care le-au locuit, evoluția populației lor și schimbările genetice.”

Ce este „ecologia reînvierii” și cum au fost reactivate algele?

Pentru a readuce aceste alge străvechi la viață, echipa a apelat la o metodă științifică fascinantă numită „ecologia resurgenței” (sau a reînvierii), explică cel mai recent studiu din The ISME Journal. Procesul a fost pe cât de simplu în teorie, pe atât de spectaculos în practică: au furnizat celulelor latente un cocktail de lumină și nutrienți și au așteptat să vadă dacă se vor reactiva.

„Latenta este o trăsătură cheie a istoriei vieții, larg răspândită în arborele vieții. Multe specii de plancton formează stadii celulare latente care se acumulează în sedimentele acvatice și, în condiții anoxice, formează înregistrări cronologice ale speciilor din trecut și ale dinamicii populației în condiții de mediu în schimbare”, a explicat echipa în cadrul studiului.

De ce studiază cercetătorii fitoplanctonul din Marea Baltică?

Reactivarea speciei Skeletonema marinoi – foarte comună și în prezent – nu este doar un experiment de laborator, ci o fereastră directă spre istoria climatică a regiunii.

Și a funcționat remarcabil. Diatomeea Skeletonema marinoi – o specie care este încă foarte comună în Marea Baltică de astăzi – a fost reînviată cu succes din absolut toate straturile eșantionate. Cele mai vechi celule readuse la viață se apropiau de o vârstă impresionantă de 6.900 de ani, deși trebuie menționat că doar această singură specie a reușit să se reînvie în mod repetat pe parcursul experimentelor.

„Faptul că am reușit efectiv să reactivăm cu succes alge atât de vechi din starea de latență este un prim pas important în dezvoltarea ulterioară a instrumentului «Ecologia reînvierii» în Marea Baltică.” Cercetătorii au adăugat: „asta înseamnă că acum este posibil să se desfășoare «experimente de salt în timp» în diferite stadii de dezvoltare a Mării Baltice în laborator.”

Algele antice se comportă exact ca cele moderne

Poate cel mai uluitor aspect al întregului experiment este cât de izbitor de „normale” par aceste celule antice. Odată reînviate din somnul lor milenar, ele au început imediat să se dividă și să producă energie, comportându-se exact ca algele din zilele noastre.

Datele confirmă această vitalitate: ratele de creștere au fost, în medie, de aproximativ 0,31 diviziuni pe zi, în timp ce măsurătorile fotosintezei au atins un nivel de aproximativ 184 micromoli de oxigen pe miligram de clorofilă pe oră. Potrivit echipei de cercetare, aceste cifre corespund perfect cu performanțele speciei moderne S. marinoi.

„În viitor, arhivele de sedimente, împreună cu abordarea de reînviere, ar oferi un instrument puternic pentru a urmări trăsăturile adaptative de-a lungul mileniilor în condiții climatice distincte și pentru a elucida mecanismele subiacente”, au concluzionat autorii studiului.

Reactivarea speciei Skeletonema marinoi demonstrează că arhivele subacvatice pot funcționa ca adevărate laboratoare vii, oferind date științifice esențiale despre reziliența biologică pe parcursul mileniilor.