ДНК на октопод може да съдържа ключ към бъдещо покачване на морското равнище
Регистрирайте се за научния бюлетин на Wonder Theory на CNN. .
Проучване на ДНК на октопод може да е разрешило трайна мистерия за това кога бързо топящата се ледена покривка на Западна Антарктика за последен път се е сринала, отключвайки ценна информация за това колко може да се покачат бъдещите морски нива при затоплящ се климат.
Иновативното изследване се фокусира върху генетичната история на октопода на Турке (Pareledone turqueti), който живее на морското дъно в Антарктика, и какво може да разкрие за геологията на региона с течение на времето.
Проследяването на минали срещи в различните популации на вида предполага, че последното срутване на ледената покривка се е случило преди повече от 100 000 години по време на период, известен като последния междуледников период - нещо, което геолозите подозираха, но не успяха да потвърдят окончателно, според проучването, публикувано в четвъртък в списание Science.
„Този проект беше вълнуващ, защото предлага съвсем нова перспектива за решаване на отдавнашен въпрос в геонаучната общност“, каза водещият автор на изследването Сали Лау, постдокторантски научен сътрудник в университета Джеймс Кук в Австралия.
„ДНК на живите животни днес съдържа цялата информация за техните предци (в) миналото, така че е като капсула на времето“, каза тя.
Изследователският екип стигна до своите открития чрез секвениране на ДНК на 96 октопода на Turquet, които са били събрани от институции по целия свят и чрез прилов на риболов през годините. Най-старите проби датират от 90-те години на миналия век, но когато са секвенирани, техните гени са предоставили това, което по същество е подробно родословно дърво, датиращо милиони години назад.
Родословно дърво на октопод
ДНК анализът позволи на изследователите да разберат дали различни популации от октоподи на Turquet са се кръстосвали и в кой момент се е случило това кръстосване.
„Това е като да направиш 23andMe на октопода“, каза Лау, имайки предвид компанията за генетични тестове. „Тази информация се предава от родители на деца и внуци и така нататък.“
Днес популациите на октопода на Турке в моретата на Уедел, Амундсен и Рос са разделени от ледените шелфове на Западна Антарктика с размерите на континента и не могат да се смесват.
Проучването обаче предполага, че е имало последна генетична свързаност между тези популации преди около 125 000 години, по време на последния междуледников период, когато глобалните температури са били подобни на днешните.
Това откритие показва, че ледената покривка на Западна Антарктика се е срутила през това време - събитие, което би наводнило крайбрежните региони, но е отворило обвързани с лед зони на морското дъно, които октоподите ще могат да заемат, в крайна сметка срещайки се и размножавайки се с членове на популациите на Turquet които някога са били географски разделени един от друг.
„Това, което прави WAIS важен е, че той е и най-големият принос на Антарктика в момента за глобалното покачване на морското равнище. Пълен колапс може да повиши глобалното морско ниво с някъде между 3 и 5 метра“, каза в изявление авторът на изследването Ян Стругнел, професор и директор на Центъра за устойчив тропически риболов и аквакултури в университета Джеймс Кук. Strugnell за първи път излезе с идеята да използва геномни методи, за да изследва дали ледената покривка се е срутила по време на последния междуледников период.
„Разбирането как WAIS беше конфигуриран в близкото минало, когато глобалните температури бяха подобни на днешните, ще ни помогне да подобрим бъдещите прогнози за повишаване на морското равнище“, каза тя.
Защо октоподи?
Екипът избра този вид октопод за изследването, тъй като животните са относително неподвижни - те могат само да пълзят по морското дъно, което означава, че е по-вероятно да се размножават в своите генетично различни местни популации. За разлика от това, бързо движещи се морски видове като крил биха имали по-хомогенна ДНК, замъглявайки историческите генетични връзки, каза Лау.
Освен това биологията на октопода на Turquet е сравнително добре проучена и учените разбират неговата скорост на мутация на ДНК и време на генериране, които са от решаващо значение за точното молекулярно датиране, добави Лау.
Предишни проучвания, включващи видове ракообразни и морски мекотели, са открили биологичен подпис на колапс на ледения шелф с пряка връзка между моретата на Рос и Уедел, отбеляза Лау. Но новото изследване на октопод Turquet беше първото с достатъчно данни с висока разделителна способност и адекватен размер на извадката, за да се разбере дали тази генетична свързаност се дължи на срутването на ледената покривка или на много по-постепенно движение на октоподите около нейните краища.
Лау каза, че генетичният подход на нейния екип не може да разкрие точно кога ледената покривка се е срутила или колко време е отнело това събитие. Въпреки това, с пресни проби от октоподи и по-напреднали техники за ДНК анализ, може да е възможно да се разрешат тези въпроси в бъдеще.
„Бихме искали да продължим да използваме ДНК като прокси, за да изследваме други части на Антарктика с лошо разбрана история на климата“, каза тя. „Непрекъснато търсим нови видове, за да тестваме тези научни въпроси.“
„Пионерско“ проучване
В коментар, публикуван заедно с изследването, Андреа Дътън, професор в катедрата по геонаука в Университета на Уисконсин-Медисън, и Робърт М.
ДеКонто, професор в Училището по Земя и устойчивост в Университета на Масачузетс Амхърст, нарече новото изследване „пионерско“.
Те отбелязаха, че макар геоложките доказателства да се увеличават, че леденото пространство на ледената покривка на Западна Антарктика може да се е сринало по време на последния междуледников период, „констатациите на всяко изследване идват с предупреждения“.
Въвеждането на напълно различен набор от данни за този спешен проблем „постави някои интригуващи въпроси, включително дали тази история ще се повтори, като се има предвид текущата температурна траектория на Земята“, добавиха те.
Използването на геномиката на октопода е „иновативен и вълнуващ начин“ за справяне с важен въпрос за историческото изменение на климата, каза Дъглас Крауфорд, професор по морска биология и екология в Университета на Маями, който не е участвал в изследването.
„Това е внимателно проучване с достатъчен размер на извадката и внимателно проверен набор от генетични маркери“, добави той.
„Необходима е предизвикателна хипотеза и се използва напълно независим набор от данни, който (в крайна сметка) поддържа срив на WAIS“, каза той по имейл.
