Pada musim panas tahun 2023, seorang yang tidak dikenali "Bola emas" di dasar lautan Ia membingungkan saintis di Pentadbiran Lautan dan Atmosfera Kebangsaan A.S. (NOAA). Apa yang pada mulanya kelihatan seperti telur, span yang tidak diketahui, atau sesuatu yang "asing" telah didedahkan, selepas lebih dua tahun kerja, sebagai sisa anemon laut dalam gergasi.
Penemuan itu, menghasilkan lebih daripada 3.000 meter dalam di Teluk AlaskaIa telah menjadi kajian kes tentang bagaimana penerokaan marin moden menggabungkan robot, biologi tradisional dan alat genomik canggih untuk menguraikan sifat organisma yang, sehingga kini, terlepas daripada sebarang klasifikasi yang jelas.
Sebuah bola emas dalam kegelapan Teluk Alaska
Objek itu muncul secara tidak dijangka pada skrin peralatan di atas kapal penyelidikan. Penjelajah Okeanos dari NOAA. Kamera kenderaan Deep Discoverer (D2) yang dikendalikan dari jauh memfokuskan pada sfera emas kecil, berdiameter kira-kira sepuluh sentimeter, terpasang sempurna pada batu di dasar laut, diterangi oleh lampu sorot ROV seolah-olah ia adalah sesuatu yang sama sekali tidak kena pada tempatnya dalam landskap yang dikuasai oleh senja dan sedimen.
Permukaan orb itu kelihatan licin, dengan tekstur yang agak berserat dan lubang kecil yang mendedahkan bahagian dalamAdegan itu, yang disiarkan secara langsung oleh NOAA, mencetuskan komen spontan daripada pasukan saintifik: ada yang membuat spekulasi bahawa ia mungkin kapsul telur, ada yang condong ke arah span; malah ada yang merujuk kepada permulaan filem seram jika, setelah menyentuhnya, "sesuatu keluar dari dalam".
Berdepan dengan kemustahilan untuk mengenal pasti beliau di lokasi, pasukan itu memutuskan Kumpulkan spesimen menggunakan lengan dan alat sedutan ROV. Setelah diamankan, ia dibawa ke permukaan dan seterusnya dihantar ke Muzium Sejarah Alam Kebangsaan Smithsonian, di mana satu siasatan dimulakan yang, meskipun terdapat sebarang kemungkinan, akan berlangsung selama lebih daripada dua tahun.
Sejak saat itu, persoalan asasnya mudah tetapi sukar untuk dijawab: Apakah jenis organisma yang mungkin dimilikinya? sfera emas pelik yang sukar dimuatkan dalam mana-mana kategori yang diketahui itu?
Petunjuk pertama: struktur berserat yang dipenuhi dengan sel-sel yang menyengat
Analisis makmal awal mendedahkan sesuatu yang membingungkan: orb itu tidak menunjukkan apa-apa anatomi tipikal haiwan yang lengkapTiada organ yang jelas atau struktur badan yang boleh dikenali yang kelihatan, sebaliknya ia merupakan bahan berserat dan berstrata, yang terdiri daripada pelbagai lapisan yang bertindih.
Setelah memeriksa permukaannya dengan lebih terperinci, para penyelidik mengesan kehadiran sel menyengatserupa dengan yang digunakan oleh anemon dan batu karang untuk menangkap mangsa dan mempertahankan diri. Sel-sel ini, yang dikenali sebagai knidosit, merupakan ciri khas kaum cnidaria, kumpulan haiwan yang turut merangkumi obor-obor.
Pakar NOAA Abigail Reft mengenal pasti sel-sel ini sebagai spirokistasejenis knidosit tertentu yang hanya terdapat dalam kelas Hexacorallia. Penemuan ini membolehkan bola tersebut diletakkan dalam kumpulan invertebrata marin tertentu, tetapi ia tidak mencukupi untuk mengetahui strukturnya atau spesies mana ia mungkin tergolong.
Secara selari, saintis dari Perkhidmatan Perikanan Marin Kebangsaan NOAA dan Smithsonian mula menggunakan teknik analisis genetik. Ideanya adalah untuk mendapatkan "Kod bar" DNA daripada sampel dan bandingkannya dengan pangkalan data rujukan untuk melihat sama ada ia sepadan dengan mana-mana organisma yang diketahui.
Walau bagaimanapun, percubaan awal tersebut tidak menghasilkan keputusan yang muktamad. Bahan tersebut mengandungi DNA daripada pelbagai mikroorganisma yang berkaitan dengan tisu, menghasilkan "bunyi bising" yang menyukarkan untuk menghubungkan sampel dengan spesies tertentu. Pengenalpastian, yang dalam kes lain biasanya diselesaikan dengan prosedur piawai, menjadi satu teka-teki di sini.
Apabila rutin tidak mencukupi: daripada DNA separa kepada genom lengkap
Allen Collins, seorang ahli zoologi dan pengarah Makmal Sistematik Kebangsaan Perikanan NOAA di Smithsonian, mengakui bahawa beliau menjangka dapat menyelesaikan kes itu menggunakan alat biasa. Mereka bekerja dengan beratus-ratus sampel setiap hari.Dan biasanya, kaedah makmal standard memberikan jawapan cepat tentang asal usul tisu yang dikumpulkan dalam ekspedisi.
Tetapi kali ini ia berbeza. Bola emas itu menuntut usaha khusus dan kerjasama pakar dalam morfologi, genetik, ekologi laut dalam dan bioinformatik. Campuran DNA persekitaran, sisa-sisa organisma lain dan sifat tisu yang luar biasa bermakna analisis separa tidak sepadan dengan mana-mana spesies yang telah dikaji sebelum ini.
Berdepan dengan kekurangan keputusan yang muktamad, pasukan itu memilih untuk mengambil langkah selanjutnya dan menggunakan penjujukan keseluruhan genomTeknik ini, yang lebih mahal dan kompleks daripada ujian DNA konvensional, membolehkan hampir semua bahan genetik dalam sampel dibaca, memberikan peta terperinci yang kemudiannya boleh dibandingkan dengan genom rujukan.
Selepas beberapa peringkat pemprosesan mesin dan analisis komputer, data mula menunjukkan arah yang jelas: DNA orb itu jelas sekali bersifat haiwan dan menunjukkan padanan genetik hampir keseluruhan dengan genom rujukan bagi Relicanthus daphneae, sejenis anemon laut dalam gergasi yang pertama kali diterangkan pada tahun 2006.
Untuk mengukuhkan kesimpulan ini, para penyelidik telah mengkaji semula Spesimen yang dikumpul pada tahun 2021 semasa ekspedisi oleh Institut Oseanografi Schmidt. Kajian genom mitokondria sampel tersebut menunjukkan bahawa ia secara genetiknya hampir sama dengan yang terdapat dalam orb emas, sekali gus menutup bulatan perbandingan genetik.
Relicanthus daphneae, anemon gergasi yang memecahkan acuan
Spesies Relicanthus daphneae Ia bukan sebarang anemon. Ia boleh mencapai diameter kira-kira 30 sentimeter di tengahnya dan hidup pada kedalaman kira-kira 1.600 hingga 4.000 meter, dalam persekitaran di mana tekanannya ekstrem, cahaya hampir tidak wujud, dan suhu hampir membeku.
Selain saiznya, ia terkenal dengan sesungutnya, yang boleh melebihi dua meter panjangnya, dan untuk satu set ciri-ciri biologi yang tidak begitu sesuai dalam kategori klasik anemon dan batu karang. Sejak penerangannya, pengelasan tepat mereka dalam pokok evolusi cnidaria telah memberikan lebih daripada satu masalah kepada pakar.
Malah, hubungan itu sendiri Relicanthus daphneae Hubungannya dengan anemon lain masih menjadi perdebatan. Ciri-ciri morfologi dan genetiknya menunjukkan kaitan dengan kumpulan yang berbeza, tetapi tanpa mematuhi sepenuhnya corak biasa, yang menjadikannya bahagian yang agak tidak selesa dalam skema tradisional zoologi marin.
Konteks ini membantu memahami mengapa bola emas itu begitu merumitkan keadaan. Sehingga analisis selesai, tiada apa yang membenarkan... bergaul secara langsung sfera emas itu dengan anatomi yang biasa R. daphneae mahupun dengan struktur yang diterangkan dalam anemon lain.
Kuncinya, seperti yang sering berlaku, adalah untuk mengkaji semula bahan lama dengan pandangan yang baharu: dengan melihat kembali spesimen yang dikumpul bertahun-tahun sebelumnya dan memerhatikannya dengan lebih terperinci, petunjuk mula muncul yang menghubungkan dunia dengan struktur spesies ini yang sangat spesifik.
Bola emas sebagai kutikel multilaminated anemone
Setelah memeriksa semula spesimen yang diawetkan Relicanthus daphneae, saintis mengesan serpihan kutikel berlapis emas di sekeliling pangkal haiwan itu. Kutikel itu, yang dibentuk oleh beberapa lapisan nipis yang bertindih, mempunyai komposisi yang serasi dengan tisu-tisu orb misteri yang dikumpul pada tahun 2023.
Para penyelidik mendapati bahawa struktur ini meliputi kawasan tempat anemon melekat pada substratbertindak sebagai sejenis lapisan luar. Komponen utamanya ialah kitin, polimer tahan yang sama yang terdapat dalam cangkerang pelbagai invertebrata atau dalam dinding sel sesetengah kulat.
Dengan mengkaji spesimen hidup R. daphneaeTelah didapati bahawa, apabila anemon bergerak di sepanjang dasar laut, ia boleh tinggalkan sebahagian daripada kutikel ituIaitu, haiwan itu bergerak, tetapi lapisan luar tapaknya kekal melekat pada batu, di mana ia kekal seketika sebelum mereput atau tertimbus oleh sedimen.
Berdasarkan itu, hipotesis utama adalah bahawa orb emas yang ditemui oleh Penemu Dalam akan sepadan dengan pangkal kutikula yang terpisah daripada anemon yang tidak lagi berada di lokasi itu. Lubang kecil yang kelihatan di permukaan mungkin berkaitan dengan kawasan di mana tisu terpisah daripada seluruh organisma.
Walaupun tafsiran ini sesuai dengan pemerhatian morfologi dan data genetik, penulis kajian itu sendiri mengakui bahawa morfologi glob yang tepat Ia terus menimbulkan perdebatan. Kemungkinan proses biologi tambahan yang berkaitan dengan struktur ini yang belum diterangkan tidak dapat diketepikan sepenuhnya.
Detasmen aktif atau percubaan pembiakan aseksual yang gagal?
Selain hipotesis kutikel sisa, saintis sedang mempertimbangkan kemungkinan pelengkap lain: bahawa orb tersebut mewakili a bentuk pembiakan aseksual yang tidak lengkapSesetengah jenis anemone mampu membiak melalui proses seperti "pedal laceration", di mana sebahagian daripada pangkal polip tertinggal dan kemudiannya menghasilkan individu baharu.
Dalam kes ini, anemon meninggalkan serpihan tisu pada substrat sementara seluruh haiwan berenang pergi. Serpihan itu boleh menjana semula struktur yang hilang dan menjadi polip baharu, satu proses yang Ia membiak populasi tanpa memerlukan persenyawaan.Ia merupakan mekanisme yang diketahui dalam beberapa kumpulan cnidaria, walaupun ia belum didokumentasikan dengan jelas dalam Relicanthus daphneae.
Sesetengah penyelidik tertanya-tanya sama ada bola emas itu mungkin berkaitan dengan percubaan koyakan pedal yang belum selesai, atau dengan bentuk pembiakan aseksual yang serupa dalam spesies ini yang belum diterangkan secara terperinci. Walau bagaimanapun, buat masa ini, bukti langsung untuk mengesahkan perkara ini masih kurang.
Apa yang lebih jelas ialah kutikel yang terpisah itu mempunyai peranan ekologi yang berkaitan sebaik sahaja ia ditinggalkan di dasar laut. Bilangan mikroorganisma yang dikesan di permukaannya menunjukkan bahawa ia bertindak sebagai tumpuan kecil aktiviti mikrob, di mana tisu yang mereput berfungsi sebagai sokongan dan sumber tenaga untuk pelbagai organisma mikroskopik.
Dengan cara ini, apa yang pada pandangan pertama mungkin dianggap sebagai sisa biologi yang mudah menjadi mikrohabitat untuk kehidupan mikroskopikmenyumbang kepada proses seperti kitar semula nutrien dan kitaran nitrogen di kawasan lautan dalam.
Satu kes yang menunjukkan had dan potensi penerokaan laut dalam
Perjalanan bola emas itu, dari penemuannya pada tahun 2023 hingga pengenalpastiannya sebagai sisa-sisa anemon gergasiIni menggambarkan beberapa cabaran paling ketara dalam penerokaan laut dalam. Walaupun dengan kenderaan yang dikendalikan dari jauh, kamera definisi tinggi dan makmal yang dilengkapi dengan teknologi canggih, dasar lautan kekal sebagai wilayah yang penuh dengan perkara yang tidak diketahui.
Pada kedalaman lebih daripada 3.000 meter, tekanannya sangat kuat, kegelapan hampir sepenuhnya, dan keadaan fizikalnya sangat berbeza daripada keadaan perairan cetek atau kawasan pesisir pantai Eropah. Dalam konteks itu, setiap objek pelik yang muncul dalam imej ROV boleh menjadi teka-teki saintifik jarak jauh.
Kapten William Mowitt, pemangku pengarah program Penerokaan Lautan NOAA, menekankan bahawa alat seperti penjujukan DNA lanjutan membolehkan kita menyelesaikannya misteri yang beberapa tahun yang lalu mungkin tidak terjawabTetapi pada masa yang sama, setiap penemuan baharu membuka persoalan lain tentang bagaimana ekosistem abyssal disusun dan berkembang.
Sementara itu, kapal penyelidikan Okeanos Explorer terus membuat persediaan untuk ekspedisi baharu, seperti yang dirancang di perairan berhampiran Hawaii, dengan tujuan untuk memetakan lebih lanjut kawasan lautan yang masih kurang dikaji. Eropah, dan khususnya pasukan penyelidikan marin dari negara-negara seperti Sepanyol, Perancis dan Jerman, sedang mengikuti perkembangan ini dengan teliti, sejak metodologi yang dibangunkan Projek NOAA juga terpakai untuk kajian di Atlantik Utara atau Mediterranean yang dalam.
Kesan kes seperti bola emas itu jauh melangkaui anekdot mudah. ​​Ia menonjolkan sejauh mana sains invertebrata marin dan sistematika moden Mereka sudah bergantung pada pendekatan bersepadu yang menggabungkan pemerhatian langsung, analisis tisu, penjujukan genom keseluruhan dan pangkalan data besar yang dikongsi di peringkat antarabangsa.
Selepas proses yang panjang ini, orb misteri yang diperhatikan di Teluk Alaska tidak lagi menjadi "Telur emas" tanpa penjelasan untuk menjadi sebahagian daripada kisah anemon gergasi yang masih menyimpan banyak rahsia. Kes ini telah menjadi contoh praktikal tentang bagaimana penerokaan laut dalam berfungsi hari ini dan mengapa, meskipun terdapat kemajuan teknologi, lautan dalam kekal sebagai salah satu yang tidak diketahui di planet ini.
