Slovenska raziskovalca našla življenje pod zemeljsko skorjo na dnu oceana

Na ekstremno vznemirljivo dogodivščino iskanja novega ekosistema, 2500 kilometrov od Kostarike in 2500 metrov pod gladino Tihega oceana, so se letošnje poletje raziskovalci elitnih mednarodnih raziskovalnih institucij podali izven vseh tranzitnih poti, niti druge ladje niso videli cele tri tedne, 'obsojeni' so bili le na družbo drug drugega in organizmov, ki so jih na tej izredno uspešni mednarodni odpravi odkrili sami.

"Za nas, ki običajno delamo na kopnem v laboratoriju, je bila odprava sredi Tihega oceana seveda nekaj čisto novega. Plovilo Falkor (too) Schmidtovega inštituta za raziskovanje oceanov, dolgo 110 metrov, je upravljalo 35 članov posadke. Imeli smo težave z morsko boleznijo, saj ta ladja potnikom seveda ni prilagojena tako kot križarke," odpravo daleč od doma in civilizacije opisuje dr. Tinkara Tinta. 

"Vse, kar imaš, je to plovilo in 60 ljudi na krovu. To je tvoje okolje, družina, služba," dan raziskovalcev na takšni ekspediciji opisuje Tinta. "Delaš, skrbiš, da imaš pospravljeno kabino, oprana oblačila, hodiš na kosila, telovadiš in se družiš z ljudmi na krovu, pobegniti ne moreš nikamor, zato je zelo pomembno, da so odnosi na krovu dobri. In mi smo se zelo dobro ujeli." Poseben izziv predstavlja tudi oddaljenost od domačih, od otrok, kar so malo le olajšale sodobne tehnologije. 

Našli življenje pod zemeljsko skorjo

A vse izzive je bilo vredno premagati. Raziskovalci so namreč odkrili nov ekosistem pod zemeljsko skorjo, v katerem so bila živa bitja. In to odkritje je izjemnega pomena, saj so dokazali, da lahko živijo v tako ekstremnem okolju, da se prerinejo na površje in vzpostavijo cele sisteme, kjer je vzpostavljen pravi mozaik živih bitij: "Težko si je predstavljati, da nekaj tako raznolikega obstaja v čisti temi 2500 metrov globoko." 

Skupaj s sodelavcem Tihomirjem Makovcem z Morske biološke postaje Piran Nacionalnega inštituta za biologijo (NIB) sta se udeležila odprave, katere cilj je bil preučevanje življenja na globokomorskih hidrotermalnih vrelcih. To so prav posebni ekosistemi, ki nastanejo na stiku dveh tektonskih plošč. Zaradi razpok, ki so v zemeljski skorji, morska voda najprej pride pod površje, kjer se zaradi lave segreje in potem pod razpokami znova izhaja nazaj v morje. Pri tem izhajanju se pomeša s kovinami in minerali in tako pride do nastanka tako imenovanih črnih dimnikov –  temu bi lahko rekli vulkan globoko pod morjem, ponazori dr. Tinta. 

V takšnih  sistemih se tvori zelo raznolik ekosistem, kjer prebivajo zelo različna in raznolika živa bitja, zelo drugačna od tistih, kot jih poznamo na površju. Življenje tam uspeva v ekstremnih in raznolikih pogojih: v popolni temi, pri zelo visokem pritisku – na 2500 metrih so izmerili 250 barov – in pri ekstremno visokih in hkrati nizkih temperaturah. Na vrelcu je tako lahko temperatura okrog 300 stopinj Celzija, medtem ko sta lahko v okoliški morski vodi le dve stopinji Celzija. 

Doslej raziskovalci niso razumeli, kako se v teh ekosistemih pojavijo organizmi, kot so globokomorski črvi, pa cevkarji, saj njihovih ličink doslej v morskem stolpcu namreč niso našli. Zato so se spraševali, ali to življenje morda izhaja izpod površja. In med odpravo so tako pogledali globoko pod površje, pod zemeljsko skorjo, in odkrili, da se v votlinah pod hidrotermalnimi vrelci nahajajo ličinke in tudi večji organizmi, ki očitno preko razpok prihajajo na površje in tam tako tvorijo  te ekosisteme, pojasni dr. Tinta. 

In kako so jih poiskali? 

Na globino 2500 metrov so se vsak dan potopili s pomočjo daljinsko vodenega plovila SuBastian. Videti je kot malo večji enoprostorec, težek je tri tone, spredaj ima robotske roke, dragocenega pomočnika opiše dr. Tinta. 

Ko se ta spusti na častitljivo globino, je ves čas povezano z raziskovalnim plovilom na krovu. Preko kablov ves čas poteka prenos videoposnetkov, vedno se je namreč posnel celoten spust, robot je osem ur ostal na dnu, kjer je zbiral vzorce, in potem znova pristal na raziskovalnem plovilu. Kot je namreč poudarila dr. Tinta, ta robot ne pluje, ampak leti – usmerjajo ga piloti: "Gre za izjemno zahteven proces usmerjanja robotskih rok na takšnih globinah. Vse gre zelo počasi, potrebne je veliko koncentracije, da lahko upravljalci rok na površju jemljejo vzorce, v našem primeru pa celo zarežejo v zemeljsko skorjo."

Potop se ves čas nadzoruje iz kontrolne sobe na krovu plovila. Poleg pilota pri tem sodelujeta tudi glavni raziskovalec in nekdo, ki pomaga pri beleženju dragocenih vzorcev, ki jih robot zbira v posebne škatle, ki zagotavljajo preživetje organizmov, ki uspevajo v popolni temi, pri visokem pritisku, zelo različnih temperaturah. Kot opiše, jih na površju raziskovalci takoj spet izpostavijo pogojem, na katere so prilagojeni. Na krovu plovila jih namreč čakajo posebne raziskovalne kamrice in inkubatorji, ki omogočajo vzpostavitev zahtevanih pogojev. Potem pa so lahko s temi organizmi raziskovalci izvajali pomembne eksperimente. 

In ker se v znanosti velikokrat zgodi, da se načrtovani eksperimenti ne izidejo po načrtih, so največja odkritja pogosto posledica napake ali naključja. In tudi tokrat je bilo tako. Zarezati pod zemeljsko površino pravzaprav ni bil prvotni plan raziskovalcev. Da bi dokazali, da življenje obstaja tudi pod zemljino skorjo, so vnaprej načrtovali zapleten sistem. Na dno oceana so prilepili posebne škatle, v katere naj bi se izpod površja prerinili organizmi. In ker na začetku ni bilo želenega rezultata, je pilot predlagal, da bi zarezali pod zemeljsko skorjo. Nismo vedeli, ali je to sploh možno, a smo poskusili, in tako je prišlo do izjemnega odkritja, se spominja dr. Tinta. 

"Tisti dan, ko smo prvič odprli pokrov zemeljske skorje, se je iz kontrolne sobe robotskega vozila zaslišalo vpitje. Bilo je res izjemno. Tega še nisem doživela. Res sem imela srečo, da sem bila prisotna pri nečem, kar so sanje vsakega raziskovalca. Nikoli si nisem predstavljala, da je lahko raziskovalno delo tako vznemirljivo, da smo dejansko lahko prišli do takšnega odkritja, ki so ga povzeli vsi svetovni mediji."   

Kaj sta na odpravi odkrivala naša raziskovalca? 

Oba je na odpravo povabila vodja odprave prof. dr. Monika Bright z Univerze na Dunaju. Tihomir Makovec je sodeloval pri razvoju posebnih sistemov, s katerimi so izvajali eksperimente na 2500 metrih globine in vzorčili morsko vodo. Pomagal je pri pripravljanju robotsko vodenega plovila za potop, da je vse potekalo gladko, da so lahko vsak dan na krov dobili nove dragocene vzorce.

Dr. Tinta pa je vodila eksperimente, pri katerih so preučevali viruse iz teh okolij. "Mikroorganizmi v morju, kljub temu, da so najmanjši, so v resnici najbolj številni, najbolj raznoliki in najbolj aktivni. Rastlinski plankton poskrbi za 50 odstotkov svetovne primarne produkcije, za naš planet imajo pri proizvodnji kisika torej takšno vlogo kot gozdovi na kopnem. Bakterije seveda niso samo slabe, ampak igrajo ključno vlogo pri kroženju osnovnih elementov, kot so na primer dušik, fosfor in ogljik v morju, in poskrbijo, da lahko živimo na planetu, kot ga poznamo."

O teh mikroorganizmih na takšnih globinah se ne ve prav veliko, še manj pa o virusih, izpostavlja. Tako se je ukvarjala z virusi, ki okužijo bakterije v teh sistemih, o tem se v tem trenutku ne ve še nič, saj takšni eksperimenti še niso bili nikoli izvedeni v teh okoljih, torej bodo ti pomenili prvi vpogled v to tematiko, pove. 

"Morja predstavljajo veliko večji delež našega planeta kot kopno. Kljub temu, da ti globokomorski vrelci predstavljajo le majhen delež, so to zelo ekstremna okolja, ki predstavljajo vpogled v življenje pri tako ekstremnih pogojih, razumevanje vsakega dela oceana pa lahko pripomore k razumevanju celotne slike. Vsako takšno odkritje torej  pripomore k temu, da razumemo, kako deluje naš planet," pomembnost ugotovitev odprave strne dr. Tinta. 

Izjemna življenjska priložnost in gojenje fižola sredi oceana

Na krovu se je opravljalo eksperimente, analize pa bodo večinoma potekale še več let, tako da po vsej verjetnosti največja znanstvena odkritja z odprave še pridejo, je pojasnila sogovornica. "To je bila izjemna življenjska priložnost in čast. Doslej gre za prvi primer, da sta bila Slovenca del odprave, ki se je ukvarjala z raziskavami globokega morja. To področje v Sloveniji ni pokrito, pomembno je, da smo pokazali, da smo enakovreden partner, da lahko celo vodimo eksperimente, ki potekajo v okviru takšne odprave. Bili smo v družbi najelitnejših institucij, kot so Univerza v Harvardu, Woods Hole Oceanografski inštitut, Max Planck Inštitut, Univerza na Dunaju ...  Zdaj bodo sledile objave in članki, kar zelo veliko pomeni za prepoznavnost Slovenije tudi na tem področju raziskav."  

Je pa dr. Tinta sredi oceana 'gojila tudi fižol'. Piranski osnovnošolci prve triade so si pred odpravo namreč zamislili eksperiment 'čarobni fižolčki'.  Zanimalo jih je, kako na fižol delujejo tema, pritisk in nizke temperature na dnu oceana. In v posebnih vrečkah so fižolčke prav zares spravili na dno oceana in opazovali, kako na njih delujejo ekstremne razmere. Kot za konec v smehu pove dr. Tinta, je zaključila, da so takšne ekstremne razmere na dnu oceana za naš fižol vendarle preveč.