Повече от две години малък обект, открит на големи дълбини, озадачаваше специалистите по морски дълбини. На пръв поглед изглеждаше като от научнофантастичен филм: гладка, златна сфера с малка дупка, здраво прикрепена към скала в пълния мрак на бездната. Много гласове сочеха към възможен... непознато яйце или странна гъба, и дори имаше спекулации за структури, които бяха напълно нови за науката.
Сега, след дълго и щателно разследване, мистерията е разгадана. Далеч от това да е извънземен организъм или нова форма на живот, известната „златна сфера“ се оказа отделената основа на гигантска дълбоководна анемона, вид, който вече е описан, но все още е малко познат: Relicanthus daphneaeОткритието, водено от учени от NOAA и Националния природонаучен музей „Смитсониън“, подчертава колко ограничени са познанията ни за дълбокия океан и колко сложно може да бъде да се определи какво се намира там.
Историята започва през лятото на 2023 г., по време на серия от научни експедиции в залива на Аляска на борда на изследователския кораб. Океанос Експлорър от NOAA. Като част от мисията Seascape Alaska 5, изследователи управляваха дистанционно управлявания апарат (ROV) Deep Discoverer на дълбочина над 3.000 метра, в район, където налягането е огромно, слънчевата светлина не достига, а температурата е близка до нулата.
Как и къде се е появила мистериозната златна сфера?
По време на едно от гмурканията, камерите на ROV заснеха нещо, което не се вписваше в обичайния пейзаж на морското дъно. На гола скала, сред тъмните седименти, се открояваше малка златна сфера около десет сантиметрас привидно гладка и лъскава повърхност. Обектът контрастираше толкова много с околностите си, че екипът остана мълчалив за няколко секунди, както се видя в предаването на живо, излъчено от NOAA през 2023 г.
С пристигането на изображенията на сушата в реално време, хипотезите се разпространиха. Някои учени предположиха, че може да е яйцевидна капсула, други посочиха разлагаща се гъба, а имаше дори и такива, които се шегуваха с възможността да станат свидетели на началото на морски трилър, страхувайки се, че докосването ѝ би било опасно. нещо неочаквано се появи отвътре.Въпреки объркването, консенсусът беше ясен: пробата трябваше да бъде събрана.
„Дийп Дискавърър“ първо използва своята всмукателна система, а в други подобни случаи и роботизираната си ръка, за да отдели внимателно сферата от скалата и да я премести на борда. Оттам мистериозното кълбо пътува до Националния природонаучен музей „Смитсониън“ във Вашингтон, окръг Колумбия, където ще започне разследване, което ще продължи значително по-дълго от очакваното.
Първоначални тестове: влакнеста структура, без ясна анатомия
Веднъж в лабораторията, екипът от морски биолози и зоолози започна класическо изследване: макроскопско наблюдение, микроскопски анализ и тестове за идентификация въз основа на външни характеристики. Поразителното беше, че златното кълбо Нямаше типичната анатомия на морско животноНе са открити уста, пипала, мускули или разпознаваеми вътрешни органи.
Виждала се влакнеста текстура, съставена от припокриващи се слоеве органичен материал, със стратифицирана повърхност. Под микроскоп изследователите открили, че това покритие е надупчено с жилещи клетки, наречени книдоцити или нематоцисти, характерни за книдарианци, групата, която включва медузи, корали и анемони.
Зоологът от NOAA Абигейл Рефт беше един от учените, които се фокусираха върху специфичния тип участващи клетки. Тя определи, че те са спироцисти, подтип на книдоцитите, който се появява само в групата на Хексакоралиякъдето се срещат много анемони и някои корали. Това беше първата солидна улика, че кълбото може да е свързано с дълбоководна анемона.
Въпреки това, морфологичните характеристики не съвпадаха с нито един известен вид. Не изглеждаше като завършен индивид, а по-скоро като... структурен остатъквид черупка или покритие. За да разгадаят мистерията, техниците се обърнали към инструменти на молекулярната генетика, убедени, че ДНК ще им позволи да впишат парчето в морското дърво на живота.
Междувременно други екипи започнаха да сравняват пробата с материали, получени от предишни експедиции, особено с образец, събран през 2021 г. от Океанографския институт „Шмит“. Целта беше да се види дали този привидно изолиран материал може да бъде свързан с някое безгръбначно, вече описано в дълбините на Северния Пасифик.
ДНК усложнява мистерията, преди да я разреши
Следващата логична стъпка беше да се приложат стандартни техники за генетично баркодиране, които включват сравняване на малки фрагменти от ДНК със съществуващи бази данни. Първоначалните резултати обаче бяха разочароващи. Пробата беше заредена с ДНК от множество микроорганизми, вероятно бактерии, гъбички и други организми, свързани с разлагаща се тъкан, което е замъглило показанията.
Когато изследователите се опитали да съпоставят ДНК-то на сферата с известни последователности, съвпаденията били непълни или двусмислени. Нито обичайните препратки към медузи, корали, нито към анемони давали убедителен отговор. NOAA признава, че тези първоначални опити били „неубедителни“, отчасти защото сферата действала като малка екосистема, гъмжаща от микроскопичен живот, несвързан с оригиналната ѝ тъкан.
Предвид липсата на яснота, случаят се превърна, по думите на Алън Колинс, зоолог и директор на Националната систематична лаборатория по рибарство на NOAA, в «специален случай, изискващ специфични усилия и сътрудничеството на няколко души.“ Рутинните протоколи за идентификация не бяха достатъчни: беше необходимо да се комбинират морфология, генетика, познания за дълбоководните екосистеми и съвременни биоинформатични инструменти.
Междувременно златното кълбо продължи да бъде обект на дебати в международната научна общност. Изображения от откритието, излъчени от NOAA, се разпространиха широко в социалните мрежи и специализираните медии, подхранвайки всякакви теории: от евентуално яйце на все още неописан вид до рядък вид дълбоководна гъба или структура, свързана с някакъв симбиотичен организъм.
В този момент екипът реши да направи методологичен скок: вместо да се ограничат до ДНК фрагменти, те избраха секвениране на целия геном, по-скъпа и сложна техника, но също така много по-информативна, когато предишните резултати са объркващи.
Секвенирането на генома дава име на златната сфера
Секвенирането на целия геном промени играта. Този метод, който разчита на специализирана техника и мощен софтуер, често се използва за изучаване на неясни заболявания или за идентифициране на организми, които са трудни за класифициране. В този случай той позволи много по-прецизно определяне кои ДНК фрагменти действително съответстват на земната тъкан и кои принадлежат на микроорганизмите, които са я колонизирали.
Чрез реконструкция на генома и сравняването му със съществуващи референтни данни, изследователите потвърдиха, че животинската ДНК, присъстваща в пробата, е практически идентичен с референтния геном на Relicanthus daphneaeТози вид е описан за първи път през 2006 г. и се счита за гигантска дълбоководна анемона, способна да развива пипала с дължина над два метра и да обитава райони в близост до хидротермални извори и други екстремни дълбоководни местообитания.
За да се подкрепи заключението, митохондриалният геном на златната сфера беше сравнен и с този на подобен екземпляр, събран през 2021 г. от Океанографския институт „Шмид“. Резултатите показаха, че последователностите са генетично почти идентичнипотвърждавайки, че и двете структури са свързани с един и същ тип организъм.
По този начин беше възможно окончателно да се изключи, че кълбото е яйцеклетка на някакво неизвестно животно, гъба или цял организъм. Вместо това екипът го интерпретира като кутикула или външна обвивка произведени от самата анемона. Тази кутикула, съставена от няколко слоя влакнест материал, е изградена главно от хитин, същият устойчив биополимер, който се намира в черупките на насекоми или стените на някои гъби.
Следователно това, което ROV беше уловил на морското дъно, не беше тялото на животното, а основата, с която Relicanthus daphneae Прикрепя се към скалата. Обикновено тази област е скрита под останалата част от анемоната, така че рядко се среща изолирано в дивата природа. В този конкретен случай горната част на животното би имала мъртъв или би се преместил, разкривайки онази златна структура, която толкова много привлече вниманието на изследователите.
Следа от изместване или неуспешен опит за размножаване?
След като видът беше идентифициран, оставаше въпросът какво точно е означавала тази изолирана структура. Една от хипотезите, които учените обмислят, е, че кутикулата представлява следа, оставена от анемоната докато се движи по морското дъно. Според наблюдения, направени по време на други експедиции, някои екземпляри сякаш отделят част от тъканта, с която са били прикрепени към скалата, създавайки вид твърд отпечатък, когато променят позицията си.
Друга възможност, цитирана от специализирани медии като Science Alert, е, че земното кълбо може да е резултат от непълно безполово размножаванеНякои анемони са способни да се размножават чрез процес, известен като разкъсване на педала, при който животното оставя след себе си фрагмент от основата си, докато горната част се отдалечава. С течение на времето това „пънче“ може да се регенерира в нов, пълноценен индивид.
В случай на Relicanthus daphneaeВсе още не е окончателно доказано, че използва този тип възпроизвеждане. Предварителната научна работа, публикувана на сървъра за препринти bioRxiv, признава, че интерпретация на морфологията на глобуса Остава отворено за дискусия. Може просто да е фрагмент от кутикула, отделен по време на процес на изместване, или може да е остатък от неуспешен опит за клониране.
Това, което изглежда ясно, е, че структурата не е незначително парче отпадък. Анализът на състава ѝ и свързаните с нея организми показва, че тя действа като автентичен фокус на микробна активностРазлагащата се тъкан служи като субстрат за бактерии и други микроорганизми, вероятно допринасяйки за биогеохимични цикли, като например азотния цикъл в тези дълбоки екосистеми.
Подобни открития ни напомнят, че в дълбокия океан дори останките и следите, оставени от животни, могат да играят значителна екологична роля. Те далеч не са просто „биологични отпадъци“, а част от мрежа от взаимодействия, която все още е само частично разбрана.
Какво ни казва златната сфера за изследването на дълбокия океан?
Освен любопитството да се разбере какво е представлявало златното кълбо, случаят илюстрира до каква степен океанското дъно остава до голяма степен неизследвано. На повече от три километра под повърхността, където налягането е смазващо и светлината не съществува, повечето организми и структури са... напълно непознати за наукатаДори с усъвършенствани дистанционно управляеми превозни средства, камери с висока разделителна способност и най-съвременни генетични инструменти, не винаги е лесно да се назове това, което се наблюдава.
Капитан Уилям Мовит, изпълняващ длъжността директор на отдела за океански изследвания в NOAA, обобщи това, като подчерта, че дълбоководните експедиции често се сблъскват с мистерии като тази на златното кълбо и че само чрез техники като ДНК секвениране те могат постепенно да бъдат решени. Тези мисии, добави той, са ключови за разбирането как океанът и неговите ресурси могат... да се стимулира икономическият растеж, да се укрепи сигурността и допринасят за опазването на планетата.
Всъщност, откритията в Северния Пасифик и други абисални зони помагат за предефиниране на много аспекти на морската биология: от истинското разнообразие на безгръбначни като анемони и корали, до начина, по който микробните общности се организират върху привидно инертни структури. Всеки път, когато ROV се спуска на дълбочина от няколко хиляди метра, възниква възможността да се срещнат нови видове, неочаквано поведение или... такива объркващи биологични образувания като тази златна сфера.
Докато екипите на NOAA подготвят нови експедиции, като например планираните край бреговете на Хавай, златната сфера от Аляския залив вече е част от колекцията в Националния природонаучен музей на Смитсониън. Там тя се съхранява като още една част от огромния архив на морското биоразнообразие, но също така и като ярък пример за настоящите ограничения на нашите знания и необходимостта от продължаващи изследвания.
Случилото се в този случай показва, че дори когато резултатът е свързан с известен вид, процесът на достигане до него може да бъде дълъг и технически труден. И че в дълбокия океан, една обикновена десетсантиметрова златна сфера може да предизвика някои от най-добрите експерти в продължение на години. морски безгръбначни и генетика.
В крайна сметка, загадката на мистериозното златно кълбо, открито на дъното на океана, е разкрита като следа от голяма дълбоководна анемона, но историята далеч надхвърля таксономичния етикет: тя отразява как напредва изследването на морето, как технологиите и съвместната работа се комбинират, за да дешифрират структури, които е почти невъзможно да се класифицират, и как всяко откритие, колкото и малко да изглежда, ни напомня, че все още има огромен скрит свят под повърхността, който чака да бъде разбран.