Πώς ήταν ο κόσμος

Πώς ήταν ο κόσμος όταν ξεκίνησε η ζωή: Νευροεπιστήμονες μελετούν το πλαγκτόν για να ξεκλειδώσουν τα μυστικά της ανθρώπινης βιολογίας

«Ορισμένα θαλάσσια είδη, δεν γερνούν, δεν αναπτύσσουν ποτέ καρκίνους και μπορούν να αναγεννηθούν πλήρως όταν υποστούν βλάβη», λέει επιστήμονας

Στη δυτική ακτή της Γροιλανδίας, ένα ιστιοπλοϊκό σκάφος μήκους 17 μέτρων πλοηγείται μέσα από ένα στενό, βραχώδες φιόρδ στο λυκόφως της Αρκτικής. 

Σε ένα πολύ ενδιαφέρον ρεπορτάζ ο theguardian, παρουσιάζει την ερευνητική ομάδα, η οποία επί 9 ημέρες στη θάλασσα του Λαμπραντόρ, κατέβασε δίχτυα για να συλλέξει πλαγκτόν. Αυτή είναι η πρώτη φορά που κάποιος αναλύει την αλληλουχία του DNA των μικροσκοπικών θαλάσσιων πλασμάτων που ζουν εκεί.

Η αποστολή των επιστημόνων στις παγετώδεις κοιλάδες της Γροιλανδίας, είναι να ταξινομήσουν, να παρατηρήσουν, να ταξινομήσουν και να χαρτογραφήσουν το 80% των μικρότερων πλασμάτων της θάλασσας για να μάθουν περισσότερα για τον εαυτό μας και την υγεία του πλανήτη.

Η ταχεία θέρμανση εκεί αναπαράγει συνθήκες από 600 εκατομμύρια χρόνια πριν, όταν άρχισαν να εμφανίζονται περίπλοκες μορφές ζωής. «Διαπλέουμε τον βαθύ βιολογικό χρόνο αυτή τη στιγμή», λέει. 

Το πλαγκτόν και ο άνθρωπος δεν έχουν πολλά κοινά με την πρώτη ματιά. Αλλά η μελέτη των θαλάσσιων οργανισμών οδήγησε σε καινοτόμες κατανοήσεις σχετικά με τον εγκέφαλο και το σώμα μας. Παρατηρώντας τις ηλεκτρικές εκκενώσεις των μεδουσών μας δίδαξε πώς να επανεκκινήσουμε την καρδιά. Οι γυμνοσάλιαγκες μας έδειξαν πώς σχηματίζονται οι αναμνήσεις. Το Squid μας δίδαξε πώς διαδίδονται τα σήματα μεταξύ διαφορετικών τμημάτων του εγκεφάλου. Τα καβούρια με πέταλα απέδειξαν πώς λειτουργούν οι οπτικοί υποδοχείς.

Μια ασυνήθιστη πτυχή των ερευνητικών ταξιδιών των Moroz και Molnar είναι ότι ξεκλειδώνουν τα μυστικά του πλαγκτόν σε ιστιοπλοϊκά σκάφη αντί για μηχανοκίνητα σκάφη – και δεν είναι μόνοι σε αυτή την προσπάθεια.

«Τα μεγάλα ωκεανογραφικά πλοία μπορεί να κοστίζουν 100.000 $ την ημέρα, γεγονός που μπορεί γρήγορα να χρεοκοπήσει τον ερευνητικό οργανισμό», λέει ο Chris Bowler, ωκεανογράφος στο Εθνικό Κέντρο Επιστημονικής Έρευνας της Γαλλίας και επιστημονικός σύμβουλος του Tara Ocean Foundation.

Τα τελευταία δύο χρόνια έχει συλλέξει δείγματα πλαγκτού για την αποστολή Microbiomes , μια ερευνητική πρωτοβουλία για τη μελέτη μικροοργανισμών στον ωκεανό, σε ένα σκαρί 33 μέτρων. «Η εργασία από ιστιοφόρο είναι 50 φορές φθηνότερη», λέει ο Bowler.

Αυτή η εξοικονόμηση κόστους επιτρέπει επίσης στους ερευνητές την πολυτέλεια του χρόνου, η οποία είναι επιτακτική για να βρουν τα γενετικά κοινά στοιχεία και τα πρότυπα που θα αποκαλύψουν απαντήσεις για την ανθρώπινη υγεία. Ο Bowler λέει ότι είναι σημαντικό να αναλύσουμε και να παρατηρήσουμε αυτούς τους μικροσκοπικούς οργανισμούς που αλληλεπιδρούν μεταξύ τους και τον κόσμο γύρω τους. Αυτό δεν μπορεί να συμβεί σε ένα εργαστήριο πίσω στη στεριά, επειδή οι οργανισμοί είναι πολύ εύθραυστοι.

Χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα, εύκολα διαθέσιμα και ευκολότερα στους ελιγμούς κοντά στην ακτή, τα ιστιοπλοϊκά σκάφη επίσης «δεν δονούνται, ώστε να μπορείτε να κάνετε πραγματικά ακριβείς εργασίες στο πλοίο», λέει ο Molnar, ο οποίος έχει πλοίαρχο τα ταξίδια Ogap πάνω από 9.000 ναυτικά μίλια.

Ο λόγος που η μικροσκοπική θαλάσσια ζωή μπορεί να μας διδάξει για τη δική μας ανάπτυξη είναι η συγκλίνουσα εξέλιξη. Αυτό συμβαίνει όταν άσχετοι οργανισμοί φτάνουν στην ίδια λύση σε ένα πρόβλημα, όπως το πώς τα πουλιά, τα σκαθάρια, οι πεταλούδες και οι νυχτερίδες προσαρμόστηκαν για να πετούν, αλλά το έκαναν σε διαφορετικούς χρόνους και με ελαφρώς διαφορετικούς τρόπους. Οι επικαλυπτόμενες λύσεις παρέχουν κοινά δομικά στοιχεία για τα πάντα, από το πώς να διπλώσετε μια πρωτεΐνη μέχρι τον τρόπο σχηματισμού ενός εγκεφάλου.

«Κάθε οργανισμός που ζει εδώ σήμερα είναι ένα ημερολόγιο κάθε προσαρμογής που τον έκανε επιτυχημένο», λέει ο Moroz. «Ο εγκέφαλος είναι μια από τις πιο περίπλοκες δομές στο σύμπαν. Ωστόσο, το 70% των γνώσεών μας για το πώς λειτουργεί ο εγκέφαλος οφείλεται σε θαλάσσια πλάσματα. Χωρίς αυτά, πολλά από τα σημερινά φάρμακα απλά δεν θα υπήρχαν».

Ο εγκέφαλος είναι μια από τις πιο περίπλοκες δομές του σύμπαντος. Ωστόσο, το 70% των γνώσεών μας για το πώς λειτουργεί οφείλεται σε θαλάσσια πλάσματα.
Ο λόγος που μελετά το πλαγκτόν είναι επειδή το «ημερολόγιο» τους είναι το μακρύτερο – ορισμένοι μονοκύτταροι θαλάσσιοι οργανισμοί υπάρχουν εδώ και περισσότερα από 3 δισεκατομμύρια χρόνια. Αυτό σημαίνει ότι έχουν περισσότερα κόλπα από εμάς.

«Ορισμένες ομάδες αυτών των θαλάσσιων ειδών δεν γερνούν, δεν αναπτύσσουν ποτέ καρκίνους και μπορούν να αναγεννηθούν πλήρως όταν υποστούν βλάβη. Είναι σε θέση να εκτελούν πολλές εργασίες καλύτερα από εμάς», λέει ο Moroz.

Ένας τρόπος για να πάμε την ανθρώπινη ιατρική στο επόμενο επίπεδο είναι να πάρουμε τα σημάδια μας από αυτούς τους οργανισμούς. Πρώτα όμως πρέπει να τα αναγνωρίσουμε. Η μεγάλη αποστολή του Ogap δεν θα ήταν δυνατή πριν από 10 χρόνια. Οι ραγδαίες τεχνολογικές εξελίξεις έχουν μειώσει το μέγεθος του εξοπλισμού, ενώ οι δορυφορικές επικοινωνίες και η τεχνητή νοημοσύνη έχουν συρρικνώσει το χρονικό πλαίσιο για την ανάλυση των αποτελεσμάτων από μήνες σε λεπτά.

Στη Γροιλανδία, για παράδειγμα, ο Ogap διατήρησε ζωντανούς θαλάσσιους οργανισμούς για αρκετές ημέρες στο ιστιοπλοϊκό τους σκάφος, ενώ αλληλουχούσε το DNA τους σε διάφορα στάδια της ζωής. «Καταφέραμε να τα παρακολουθήσουμε να αναπαράγονται, να αποσυντίθενται, μετά να επισκευάζονται, ακόμη και να πεθαίνουν, όλα αυτά κατά τη λήψη βίντεο υψηλής ανάλυσης», λέει ο Μόλναρ.

Στη συνέχεια, η ομάδα ανέβασε τα δεδομένα μέσω του Starlink σε πανεπιστήμια όπου οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν την τεχνητή νοημοσύνη για να αναζητήσουν αναγνώριση προτύπων στο DNA των οργανισμών. «Κυριολεκτικά μέσα σε μια ώρα, θα είχαμε αποτελέσματα πίσω στο ιστιοφόρο», λέει ο Μόλναρ. «Αυτό το είδος εργασίας ήταν απλώς επιστημονική φαντασία πριν από 10 χρόνια».

Ενώ η τεχνολογία είναι νέα, η χρήση ιστιοπλοϊκών σκαφών για εξερεύνηση είναι μια ανθρώπινη προσπάθεια χιλιετιών.

Το κλειδί τώρα είναι να παρατηρήσουμε το κέρας άγνωστων θαλάσσιων οργανισμών πριν εξαφανιστούν για πάντα. «Μέχρι να τελειώσετε τον καφέ σας αύριο το πρωί, μεταξύ 20 και 100 είδη θα έχουν εξαφανιστεί για πάντα, συμπεριλαμβανομένων των υπέροχων λύσεων που πρόσφερε η φύση, κάτι που είναι τεράστια απώλεια για τη βιοϊατρική επιστήμη», λέει ο Moroz.

Για να συνεχίσει να καταγράφει τα θαύματα των μικροσκοπικών μονοκύτταρων πλασμάτων της θάλασσας, ο Ogap θα κατευθυνθεί δίπλα στην Παταγονία, στην κορυφή της Νότιας Αμερικής. Τελικά, ο γονιδιωματικός άτλαντας του Ogap θα ψηφιοποιηθεί και θα διατεθεί ελεύθερα, παρέχοντας μια βάση για τη θαλάσσια βιοποικιλότητα καθώς και πολύτιμες γνώσεις για την ανάπτυξη νέων φαρμάκων.

«Κάθε μέρα είναι μια έκπληξη», λέει ο Moroz. «Αυτό είναι το καλύτερο μέρος όλων αυτών των ταξιδιών – το επίπεδο του ενθουσιασμού, της ανακάλυψης. Είναι τόσο πλούσιο. Είναι ασταμάτητα."

Πηγή: skai.gr