Po 7000 lat ożywiono prehistoryczne glony z Bałtyku. Przetrwały bez światła i tlenu

Spis treści

1. Czym są okrzemki?
2. Jak ożywiono bałtyckie okrzemki?

Wydobyte z głębi dna Bałtyku glony sprzed 7000 lat zostały przywrócone do pełnej sprawności. Wynik tego przełomowego eksperymentu opisano w artykule opublikowanym na łamach czasopisma „The ISME Journal”. To jeden z najstarszych organizmów pogrążonych w stanie spoczynku, jaki udało się kiedykolwiek przywrócić do aktywności.

Czym są okrzemki?

Okrzemki to rodzaj maleńkich jednokomórkowych glonów. Ich cecha charakterystyczna to pokrycie pancerzykiem zbudowanym z krzemionki, tworzącej też m.in. piasek oraz kwarc. Okrzemki są doskonale znane wszystkim akwarystom – to właśnie one jako pierwsze pojawiają się w świeżo założonych akwariach, tworząc brązowy nalot na szybach. Dzięki pancerzykowi komórki okrzemek mają regularne, piękne kształty. Mogą być wrzecionowate, okrągłe, prostopadłościenne, z różnymi wzorami na powierzchni. Fascynowały biologów od dawna. Rysunki ich różnokształtnych komórek można znaleźć m.in. w monumentalnym dziele Ernsta Haeckela „Kunstformen der Natur”.

Okrzemki są fotoautotrofami – podobnie jak rośliny, pozyskują pożywienie na drodze fotosyntezy. Występują powszechnie na Ziemi. Biolodzy szacują, że wytwarzają 20–50 proc. tlenu na naszej planecie. Stanowią też ogromną część fitoplanktonu, czyli mikroskopijnych organizmów roślinnych oraz biomasy osiadającej na dnie mórz i oceanów. W niesprzyjających warunkach tworzą tzw. formy przetrwalnikowe – przechodzą w stan spoczynku, z minimalnym metabolizmem.

Ożywione przez badaczy okrzemki pozyskano właśnie z głębi dna Morza Bałtyckiego. Z osadów pancerzyków okrzemek na dnie mórz powstaje tzw. ziemia okrzemkowa. Jest szeroko wykorzystywana w różnych gałęziach przemysłu: jako środek filtrujący, dodatek do farb, przy produkcji papieru, a nawet dynamitu.

Jak ożywiono bałtyckie okrzemki?

Zespół badaczy kierowany przez dr. Sarah Bolius z Instytutu Leibniza ds. Badań Morza Bałtyckiego w Warnemünde zbadał osady pobrane z głębokości 240 metrów we wschodniej Głębi Gotlandzkiej. To obszar znajdujący się między wyspa Gotlandią a wybrzeżem Łotwy. Próbki pobrano w 2021 r. podczas wyprawy statkiem badawczym Elisabeth Mann Borgese. W skład zespołu weszli eksperci z Instytutu Leibniza oraz naukowcy z uniwersytetów w Rostock i Konstancji.

Próbki pobrano z różnych warstw osadów, które reprezentują okres około 7000 lat, a zatem różne fazy historii Morza Bałtyckiego. Okrzemki wybudzono ze stanu uśpienia, umieszczając je w korzystnych do życia i wzrostu warunkach. Obudzone okrzemki uzyskano z dziewięciu próbek osadów, a poszczególne ich szczepy zostały wyizolowane.

Udało się przywrócić do pełnej sprawności tylko jeden gatunek tych glonów – Skeletonema marinoi. Jest powszechny w Morzu Bałtyckim. Najstarsza próbka, z której pozyskano wybudzone komórki pochodziła sprzed 6871 ± 140 lat. „Takie osady są jak kapsuła czasu zawierająca cenne informacje o przeszłych ekosystemach i populacjach, rozwoju gatunków i zmianach genetycznych” – wyjaśnia Sarah Bolius. Ożywione komórki okrzemek odzyskały pełną zdolność do fotosyntezy i rozmnażania się.

To odkrycie sugeruje, że Skeletonema marinoi posiada wyjątkowe mechanizmy przetrwania, które umożliwiają jej pozostawanie w stanie uśpienia przez niezwykle długi czas. Mechanizmy te mogą obejmować m.in. zdolność do wytrzymywania stresu oksydacyjnego oraz efektywne systemy naprawiania DNA. „To niezwykłe, ale wskrzeszone glony nie tylko przetrwały. One nie straciły nic ze swojej biologicznej wydajności. Rosną, dzielą się i fotosyntetyzują jak ich współcześni potomkowie” — podkreśla Sarah Bolius.

Odkrycie to może pomóc w przewidywaniu reakcji ekosystemów morskich na zmieniający się klimat i dostarcza nowych danych na temat długowieczności i metod przetrwania organizmów w osadach morskich. Może też mieć zastosowanie w biotechnologii i astrobiologii, zwłaszcza w kontekście poszukiwania życia na innych planetach, gdzie warunki mogą przypominać te panujące w głębokich osadach morskich.

Źródło: The ISME Journal

Nasza autorka

Magdalena Rudzka

Dziennikarka „National Geographic Traveler" i „Kaleidoscope". Przez wiele lat również fotoedytorka w agencjach fotograficznych i magazynach. W National-Geographic.pl pisze przede wszystkim o przyrodzie. Lubi podróże po nieoczywistych miejscach, mięso i wino.