Ledena jezgra izvučena iz polarnih dubina, u njima otkriveno nešto šokantno: To je primer ekstremnog života

Kada se izvuče ledeno jezgro sa spoljnih ivica Arktičkog ledenog pokrivača, može se uočiti nešto što liči na bledu liniju prljavštine. To su dijatomeje - jednoćelijske alge (silikatne alge ili Bacillariophyta) sa spoljnim zidovima od stakla.

Njihovo prisustvo u ledu nije novost, ali pošto su delovale zarobljeno i neaktivno, malo ko se trudio da ih proučava.

Preporučujemo

Tim istraživača otkrio je nešto iznenađujuće - arktičke dijamoteje nisu ni nepokretne ni zarobljene, ne samo da preživljavaju, već klize pravo u knjige rekorda, saopštio je Univerzitet Stanford.

Kriobiologija iz filmova osamdesetih

- Ovo nije kriobiologija iz filmova osamdesetih. Dijatomeje su aktivne koliko god možemo da zamislimo, sve dok temperatura ne padne 15 stepeni ispod nule, što je neverovatno iznenađujuće - rekao je Manu Prakaš, vanredni profesor bioinženjeringa na Fakultetima za inženjerstvo i medicinu i viši autor rada.

Ta temperatura je najniža ikada zabeležena za kretanje eukariotske ćelije, tipa složenih ćelija koje se nalaze u biljkama, životinjama, gljivama i drugde, a koje su definisane time što imaju jedro unutar membrane.

- Možete videti dijatomeje kako bukvalno klize, kao da se klizaju na ledu - rekla je Ćing Džang, glavna autorka studije objavljene u Proceedings of the National Academy of Sciences i postdoktorska istraživačica sa Stanforda.

Ona je prikupila uzorke tokom istraživačke ekspedicije, a ona i njene kolege pokazali su ne samo pokretljivost dijatomeja na tako niskim temperaturama, već i da njihovo klizanje zavisi od kombinacije sluzi i molekularnih motora.

Dijatomeje predstavljene u ovom istraživanju rezultat su ekspedicije od 45 dana u Čukotskom moru, na istraživačkom brodu „Sikulijak“, koji je u vlasništvu Nacionalne naučne fondacije, a kojim upravlja Univerzitet Aljaske u Ferbanksu. Istraživači iz laboratorije Prakaš i laboratorije Kevina Ariga, profesora nauke o Zemljinom sistemu na Stanfordovoj Školi za održivost, prikupili su ledena jezgra sa 12 stanica tokom leta 2023. godine. Koristeći niz mikroskopa na brodu koje laboratorija Prakaš razvija godinama, tim je uspeo da snimi unutrašnjost leda i dokumentuje tajni život ovih neverovatnih arktičkih dijatomeja.

Po povratku u laboratoriju, tim je izvadio dijatomeje iz ledenih jezgara i rekreirao njihovo okruženje. Kada se led formira na Arktiku, on izbacuje so, ostavljajući slatkovodni led sa malim mikrofluidnim kanalima u sebi – tako da je laboratorijski tim takođe napravio kanale u svom ledu, koristeći sopstvenu dlaku. Čak i kada su snizili temperaturu posebnog mikroskopa ispod nule, dijatomeje su klizile kroz ove puteve veličine vlasi. Dalji eksperimenti, koristeći gelove sa fluorescentnim perlama, pratili su njihovo kretanje poput otisaka stopala u pesku.

Veština klizanja na ledu

Ono što je toliko iznenađujuće jeste da su dijatomeje krstarile bez vijuganja, skupljanja ili korišćenja bilo kakvih dodataka. Umesto toga, one primenjuju veštinu koju mnoge dijatomeje poseduju - klizanje.

- Postoji polimer, nešto poput puževe sluzi, koji one luče i koji se lepi za površinu, kao uže sa sidrom. A onda povlače to „uže“ i to im daje silu da se kreću napred - rekla je Džangova.

Mehanizam sluzavog užeta zavisi od aktina i miozina – istog biološkog sistema koji pokreće pokrete ljudskih mišića. Kako ta mašinerija i dalje radi u uslovima ispod nule sada je ključno istraživačko pitanje kojim se laboratorija bavi. Kada je tim uporedio arktičke dijatomeje sa srodnicima iz umerenih krajeva koji klize po staklu, polarne vrste su se kretale mnogo brže, što ukazuje na evolucionu prednost.

- Arktik je beo odozgo, ali ispod je zelen – potpuno, zagasito zelen zbog prisustva algi. Na neki način, to vas tera da shvatite da ovo nije samo neka sitnica, već značajan deo lanca ishrane koji kontroliše šta se dešava ispod leda - rekao je Prakaš.

Saznanje da su dijatomeje aktivne postavlja šira pitanja o prilagođavanju promenljivom polarnom okruženju. Da li bi mogle prenositi resurse kroz arktičku mrežu ishrane, hraneći sve, od riba do polarnih medveda? Da li bi njihovi sluzavi tragovi mogli čak poslužiti kao seme za formiranje novog leda, na način na koji se biseri formiraju oko zrna peska?

- Mnoge moje kolege mi govore da za 25 do 30 godina Arktika više neće biti. Kada se ekosistemi izgube, gubimo znanje o čitavim granama na našem drvetu života - rekao je on.

(Telegraf Nauka/Stanford Report)