Descoperirea unei noi enigme ale adâncurilor: „Păianjenii” marini și grădinile lor microbiene

O nouă enigmă a oceanelor adânci: Păianjenii marini și grădinile lor microbiene

Un studiu revoluționar de biologie marină a scos la iveală trei noi specii remarcabile de “păianjeni” marini de mare adâncime, fiecare formând o relație inedită cu bacterii ce consumă metan. Contrar denumirii lor populare, aceste animale misterioase nu sunt păianjeni adevărați și nici măcar arahnide, fiind de fapt artropode marine recunoscute pentru picioarele foarte subțiri dispuse radial față de corpul compact. Această descoperire oferă perspective fără precedent asupra strategiilor diverse de supraviețuire dezvoltate de viețuitoarele din cele mai inaccesibile și lipsite de lumină zone ale planetei.

Context științific: Viață dincolo de lumină

Spre deosebire de majoritatea viețuitoarelor de pe Pământ care se bazează, direct sau indirect, pe fotosinteză pentru energie, organismele din adâncurile oceanului trebuie să își procure hrana din surse independente de lumina solară. La adâncimi ce depășesc 1.000 de metri (aproximativ 3.300 picioare) domnește o beznă permanentă, făcând imposibilă existența lanțurilor trofice tradiționale. Multe specii de adâncime prosperă în apropierea zonelor numite izvoare de metan – fisuri geologice de pe fundul mării prin care scapă metanul, un gaz cu efect de seră puternic. Aceste ecosisteme susțin relații simbiotice complexe între animale marine și microorganisme specializate care pot valorifica energia chimică.

Descoperire și explorare: Urmărind izvoarele de metan

Noile specii identificate, încadrate în genul Sericosura, au fost descoperite de echipa condusă de Bianca Dal Bó de la Occidental College, SUA. Cercetările au implicat expediții cu vehicule subacvatice operate de la distanță (ROV) în 2021 și 2023 de-a lungul coastelor Californiei de Sud și în apropierea apelor Alaskăi. Eșantioane au fost colectate din izvorul de metan Palos Verdes (adâncime de 397 metri), izvorul Del Mar (1.018 metri) și izvorul Sanak, aflat la 2.020 metri adâncime, în largul Alaskăi.

Analizând probele, cercetătorii au descoperit că toate cele trei specii de păianjeni marini erau acoperite dens de comunități formate din trei tipuri diferite de bacterii. Aceste microorganisme, numite oxidanți de metan și metanol, pot transforma metanul și metanolul în compuși esențiali de carbon și energie. Prezența acestor bacterii subliniază legătura directă cu supraviețuirea păianjenilor marini.

Experimente: Decodarea relației simbiotice

Pentru a evalua amploarea acestei simbioze, au fost realizate experimente de laborator ce au expus păianjenii marini la molecule de metan și dioxid de carbon etichetate cu izotopi de carbon. Rezultatele au fost revelatoare: aproape toate bacteriile de pe exoscheletul păianjenilor marini au asimilat carbon din metan sau metanol în loc de dioxid de carbon. În doar cinci zile, izotopul a fost detectat în țesuturile digestive ale păianjenilor marini, dovadă clară că aceștia consumă bacteriile care cresc pe corpul lor.

Această cultivare directă a bacteriilor consumatoare de metan reprezintă o strategie rar întâlnită la animale. Spre deosebire de alte organisme ce trăiesc în habitate bogate în metan și depind de lanțuri trofice complexe, acești păianjeni marini își cultivă propria sursă de hrană ca o „grădină” bacteriană atașată corpului și nu se îndepărtează de zonele bogate în metan.

Biologie comparativă: Simbioze la alte animale de adâncime

Simbioze bazate pe metan sunt întâlnite și la alte viețuitoare din adâncuri precum bureții, viermii sabellizi, viermii troficii și anumite specii de midii sau crabi de izvoare hidrotermale. Totuși, descoperirea că păianjenii marini Sericosura adăpostesc simultan toate cele trei familii principale de bacterii oxidante de metan și metanol este unică. Studii anterioare nu au raportat nicio altă specie ce găzduiește întregul spectru de simbionți metanotrofi.

Mai mult, deși zonele sunt foarte depărtate geografic, între California și Alaska, comunitățile bacteriene de pe acești păianjeni marini funcționau identic în toate izvorurile studiate, ceea ce sugerează un mecanism de supraviețuire eficient și conservat evolutiv.

Transmitere și ciclu de viață: Moștenirea aliaților microbieni

Cercetătorii au identificat și dovezi pentru transmiterea verticală a acestor bacterii benefice. Masculii de păianjen marini poartă și îngrijesc ponta timp de până la 20 de zile, iar chiar și ouăle neclocite conțin bacterii consumatoare de metan. Imediat după eclozare, juvenilii au acces la sursa lor microbiană de hrană – o adaptare crucială în condițiile ostile, oligotrofe ale izvoarelor de metan din adânc. Surprinzător, jumătate dintre exemplarele colectate de la izvorul Del Mar erau masculi purtători de ouă, sugerând că această strategie simbiotică poate crește succesul reproductiv în aceste medii extreme.

Concluzie

Descoperirea păianjenilor marini de mare adâncime care cultivă bacterii consumatoare de metan pe propriul corp reprezintă un nou reper în înțelegerea evoluției simbiozelor în medii extreme. Prin cultivarea directă a sursei de hrană, speciile Sericosura reușesc să supraviețuiască independent de lanțurile trofice bazate pe fotosinteză, bazându-se pe o alianță microbiană triplă pentru a rezista unde lumina nu pătrunde niciodată. Această cercetare extinde cunoașterea ecologiei adâncurilor marine și subliniază diversitatea impresionantă a vieții de pe Terra și adaptările ingenioase pentru supraviețuire în condiții extreme. Pe măsură ce oamenii de știință continuă să exploreze adâncurile oceanelor, asemenea descoperiri promit să redefinească înțelegerea despre adaptabilitatea și ingeniozitatea vieții marine.