Sommaren 2023, en främling "Gyllene klot" på havets botten Det förbryllade forskare vid den amerikanska National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). Det som först verkade vara ett möjligt ägg, en okänd svamp eller till och med något "främmande" har efter mer än två års arbete visat sig vara resterna av en gigantisk djuphavsanemon.
Upptäckten, gjord mer än 3 000 meter djupt i AlaskabuktenDet har blivit en fallstudie om hur modern marin utforskning kombinerar robotar, traditionell biologi och avancerade genomiska verktyg för att dechiffrera naturen hos organismer som hittills undgått någon tydlig klassificering.
En gyllene klot i mörkret i Alaskabukten
Objektet dök oväntat upp på skärmarna på utrustningen ombord på forskningsfartyget. Okeanos Explorer från NOAA. Kamerorna på det fjärrstyrda farkosten Deep Discoverer (D2) fokuserade på en liten gyllene sfär, ungefär tio centimeter i diameter, perfekt fäst vid en sten på havsbotten, upplyst av ROV:ens strålkastare som om den vore något helt malplacerat i ett landskap som dominerades av skymning och sediment.
Klotets yta hade ett slätt utseende, med en något fibrös konsistens och en litet hål som avslöjade insidanScenen, som sändes live av NOAA, föranledde spontana kommentarer från forskarteamet: vissa spekulerade i att det kunde vara en äggkapsel, andra lutade sig mot en svamp; det fanns till och med de som refererade till början av en skräckfilm om, när de rörde vid den, "något kom ut inifrån".
Inför omöjligheten att identifiera honom på plats bestämde sig teamet Samla in provet med hjälp av armen och sugverktyget av den fjärrstyrda undervattensfarkosten. När den väl var säkrad togs den upp till ytan och skickades därefter till Smithsonians National Museum of Natural History, där en utredning inleddes som mot alla odds skulle pågå i mer än två år.
Från och med det ögonblicket var den grundläggande frågan enkel men svår att besvara: Vilken typ av organism kan den tillhöra? den där märkliga gyllene sfären som inte lätt passade in i någon känd kategori?
Första ledtrådarna: en fibrös struktur fylld med stickande celler
Inledande laboratorieanalyser avslöjade något förbryllande: klotet visade ingen den typiska anatomin hos ett helt djurInga definierade organ eller igenkännbar kroppsstruktur var synliga, utan snarare ett fibröst och skiktat material, bestående av flera överlappande lager.
Vid närmare undersökning av dess yta upptäckte forskarna närvaron av stickande cellerliknande de som används av anemoner och koraller för att fånga byten och försvara sig. Dessa celler, så kallade cnidocyter, är kännetecknande för cnidarianerna, djurgruppen som även inkluderar maneter.
NOAA-specialisten Abigail Reft identifierade dessa celler som spirocysteren särskild typ av nässelcell som bara förekommer i klassen Hexacorallia. Detta fynd gjorde det möjligt att placera klotet inom en specifik grupp av marina ryggradslösa djur, men det var inte tillräckligt för att veta vilken struktur det var eller vilken art det kunde tillhöra.
Parallellt började forskare från NOAA:s National Marine Fisheries Service och Smithsonian tillämpa genetiska analystekniker. Tanken var att få fram DNA-streckkoder från provet och jämföra dem med referensdatabaser för att se om de matchade någon känd organism.
Dessa inledande försök gav dock ofullständiga resultat. Materialet innehöll DNA från ett flertal mikroorganismer associerade med vävnaden, vilket skapade ett "brus" som gjorde det svårt att koppla provet till en specifik art. Identifiering, som i andra fall vanligtvis löses med standardiserade procedurer, blev här ett mysterium.
När rutin inte räcker: från partiellt DNA till komplett genom
Allen Collins, zoolog och chef för NOAA Fisheries National Systematics Laboratory vid Smithsonian, erkände att han förväntade sig att lösa fallet med hjälp av vanliga verktyg. De arbetar med hundratals prover dagligen.Och normalt sett ger standardlaboratoriemetoder snabba svar om ursprunget för vävnader som samlats in på expeditioner.
Men den här gången var det annorlunda. Den gyllene klotet krävde specifika insatser och samarbete med specialister inom morfologi, genetik, djuphavsekologi och bioinformatik. Blandningen av miljö-DNA, rester av andra organismer och vävnadens ovanliga natur innebar att de partiella analyserna inte riktigt matchade någon av de arter som hade studerats tidigare.
Inför avsaknaden av avgörande resultat valde teamet att ta ett steg längre och tillgripa helgenomsekvenseringDenna teknik, som är dyrare och mer komplex än konventionella DNA-tester, gör att praktiskt taget allt genetiskt material i provet kan avläsas, vilket ger en detaljerad karta som sedan kan jämföras med referensgenom.
Efter flera steg av maskinell bearbetning och datoranalys började informationen peka i en tydlig riktning: klotets DNA var otvetydigt animaliskt och visade en nästan total genetisk matchning med ett referensgenom av Relicanthus daphneae, en gigantisk djuphavsanemon som först beskrevs 2006.
För att förstärka denna slutsats granskade forskarna på nytt en Prov insamlat 2021 under en expedition av Schmidt Oceanographic Institute. Studien av det mitokondriella genomet från det provet visade att det var genetiskt nästan identiskt med det som fanns i den gyllene klotet, och därmed sluts cirkeln för genetisk jämförelse.
Relicanthus daphneae, en jättesippa som bryter formen
Arten Relicanthus daphneae Det är inte vilken anemon som helst. Den kan bli ungefär 30 centimeter i diameter i mitten och leva på djup från cirka 1 600 till 4 000 meter, i miljöer där trycket är extremt, ljuset praktiskt taget är obefintligt och temperaturerna är nära nollpunkten.
Förutom sin storlek är den känd för sina tentakler, som kan överstiga två meter i längd, och för en uppsättning biologiska egenskaper som inte riktigt stämmer överens i de klassiska kategorierna anemoner och koraller. Sedan deras beskrivning har deras exakta klassificering inom cnidarianernas evolutionära träd gett specialister mer än en huvudbry.
Faktum är att själva förhållandet mellan Relicanthus daphneae Dess släktskap till andra anemoner är fortfarande omdebatterat. Dess morfologiska och genetiska egenskaper tyder på kopplingar till olika grupper, men utan att helt överensstämma med de vanliga mönstren, vilket gör den ett något obekvämt stycke i de traditionella systemen inom marin zoologi.
Detta sammanhang hjälper till att förstå varför den gyllene klotet komplicerade saker och ting så mycket. Tills analyserna var klara fanns det ingenting som tillät... direkt associera den där gyllene sfären med den välbekanta anatomin av R. daphneae inte heller med strukturer som beskrivs i andra anemoner.
Nyckeln, som ofta är fallet, var att granska gammalt material med nya ögon: genom att gå tillbaka på exemplar som samlats in år tidigare och observera dem mer i detalj började ledtrådar dyka upp som kopplade världen till en mycket specifik struktur hos denna art.
Den gyllene klotet som anemonens multilaminerade nagelband
Vid en ny undersökning av ett bevarat exemplar av Relicanthus daphneae, forskare upptäckte fragment av en gyllene, flerskiktad nagelband runt djurets bas. Den kutikula, som bildades av flera överlappande tunna lager, hade en sammansättning som var kompatibel med vävnaderna i det mystiska klot som samlades in 2023.
Forskarna observerade att denna struktur täckte det område med vilket anemonen fäster sig vid substratetfungerar som ett slags yttre hölje. Dess huvudsakliga komponent skulle vara kitin, samma resistenta polymer som finns i skalen hos många ryggradslösa djur eller i cellväggarna hos vissa svampar.
Genom att studera levande exemplar av R. daphneaeDet visade sig att när anemonen rör sig längs havsbotten kan den lämna kvar en del av den nagelbandenDet vill säga, djuret rör sig, men det yttre höljet av dess bas förblir fäst vid klipporna, där det stannar ett tag innan det bryts ner eller begravs av sediment.
Baserat på det är huvudhypotesen att det gyllene klot som hittats av Deep Discoverer skulle motsvara den lösgjorda kutikulära basen från en anemon som inte längre fanns på den platsen. Det lilla hålet som syns på ytan kan relateras till det område där vävnaden separerade från resten av organismen.
Även om denna tolkning stämmer överens med de morfologiska observationerna och genetiska data, medger författarna till studien själva att den exakta morfologin för jordklotet Det fortsätter att generera debatt. Möjligheten till ytterligare biologiska processer relaterade till denna struktur som ännu inte har beskrivits kan inte helt uteslutas.
Aktiv avskiljning eller misslyckat försök till asexuell reproduktion?
Utöver hypotesen om kvarvarande kutikula överväger forskare en annan kompletterande möjlighet: att klotet representerar en ofullständig form av asexuell reproduktionVissa typer av anemoner kan reproducera sig genom processer som "pedallaceration", där en del av polypens bas lämnas kvar och senare ger upphov till en ny individ.
I dessa fall lämnar anemonen ett vävnadsfragment på substratet medan resten av djuret simmar bort. Det fragmentet kan regenerera de saknade strukturerna och bli en ny polyp, en process som Det multiplicerar populationen utan behov av befruktning.Det är en känd mekanism hos flera grupper av cnidarianer, även om den inte har dokumenterats tydligt i Relicanthus daphneae.
Vissa forskare undrar om den gyllene klotet kan vara relaterat till en försök till pedalsår vilket inte slutfördes, eller med en liknande form av asexuell förökning hos denna art som ännu inte beskrivits i detalj. För närvarande saknas dock direkta bevis som bekräftar detta.
Vad som är mer uppenbart är att den lossnade nagelbanden har en relevant ekologisk roll när den väl överges på havsbotten. Antalet mikroorganismer som upptäckts på dess yta tyder på att den fungerar som ett litet fokus för mikrobiell aktivitet, där den förmultnande vävnaden fungerar som stöd och energikälla för olika mikroskopiska organismer.
På så sätt blir det som vid första anblicken kan betraktas som ett enkelt biologiskt avfall en mikrohabitat för mikroskopiskt livbidrar till processer som näringsåtervinning och kvävecykeln i djuphavsområden.
Ett fall som visar begränsningarna och potentialen för djuphavsutforskning
Den gyllene klotets resa, från dess upptäckt 2023 till dess identifiering som resterna av en jätteanemonDetta illustrerar flera av de viktigaste utmaningarna med djuphavsutforskning. Även med fjärrstyrda farkoster, HD-kameror och laboratorier utrustade med den senaste tekniken förblir havsbotten ett territorium fullt av okända faktorer.
På djup större än 3 000 meter är trycket förkrossande, mörkret är nästan totalt och de fysiska förhållandena skiljer sig kraftigt från de i grunda vatten eller europeiska kustområden. I det sammanhanget kan varje konstigt objekt som dyker upp på ROV-bilder bli en... vetenskapligt pussel med lång räckvidd.
Kapten William Mowitt, tillförordnad chef för NOAA:s havsforskningsprogram, betonar att verktyg som avancerad DNA-sekvensering gör det möjligt för oss att lösa mysterier som för några år sedan skulle ha förblivit obesvaradeMen samtidigt öppnar varje ny upptäckt upp andra frågor om hur abyssala ekosystem är organiserade och utvecklas.
Samtidigt fortsätter forskningsfartyget Okeanos Explorer att förbereda sig för nya expeditioner, som den som planeras i vatten nära Hawaii, med syftet att ytterligare kartlägga fortfarande lite studerade områden i havet. Europa, och i synnerhet marina forskargrupper från länder som Spanien, Frankrike och Tyskland, följer noga denna utveckling, sedan de utvecklade metoderna NOAA-projekt gäller även studier i Nordatlanten eller det djupa Medelhavet.
Effekten av fall som det med den gyllene klotet går långt bortom en enkel anekdot. Det belyser i vilken utsträckning vetenskapen om marina ryggradslösa djur och modern systematik De förlitar sig redan på integrerade metoder som kombinerar direkt observation, vävnadsanalys, helgenomsekvensering och stora databaser som delas internationellt.
Efter denna långa process upphör det mystiska klot som observerats i Alaskabukten att vara en "Guldägg" utan förklaring att bli en del av berättelsen om en gigantisk anemon som fortfarande bär på många hemligheter. Fallet har blivit ett praktiskt exempel på hur djuphavsutforskning fungerar idag och varför djuphavet, trots tekniska framsteg, fortfarande är en av planetens stora okända områden.
