Ένας μικροσκοπικός σκώληκας που ανακαλύφθηκε στη Μεγάλη Αλμυρή Λίμνη θα μπορούσε να βοηθήσει τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα την προέλευση και την ανθεκτικότητα της ζωής σε ακραία περιβάλλοντα.
Η ιστορία του παραμένει σε μεγάλο βαθμό ένα μυστήριο. Η Μεγάλη Αλμυρή Λίμνη είναι διάσημη για τις γαρίδες άλμης, τις μύγες της άλμης και για το νερό της που είναι τόσο αλμυρό, ώστε ελάχιστα ζώα μπορούν να επιβιώσουν σε αυτό. Τώρα, οι επιστήμονες πρόσθεσαν έναν πολύ πιο παράξενο κάτοικο σε αυτή τη μικρή λίστα: έναν μικροσκοπικό σκώληκα που φαίνεται να μην ζει πουθενά αλλού στη Γη.
Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Γιούτα περιέγραψαν και επίσημα ένα νέο είδος νηματώδους σκώληκα ελεύθερης διαβίωσης, το οποίο εντοπίστηκε στους μικροβιολίτες της λίμνης—τους υφαλόμορφους ορυκτούς σχηματισμούς που καλύπτουν τμήματα του πυθμένα της.
Το είδος, που ονομάστηκε Diplolaimelloides woaabi, έχει μήκος μικρότερο από 1. 5 χιλιοστό, αλλά θα μπορούσε να προσφέρει σημαντικά στοιχεία για τη ζωή σε ένα από τα πιο ακραία υδάτινα περιβάλλοντα της Βόρειας Αμερικής. Το όνομα αυτό τιμά τη Βορειοδυτική Φυλή του Έθνους των Σοσόνι, των οποίων τα πατρογονικά εδάφη περιλαμβάνουν τη λίμνη.
Ο Michael Werner, επίκουρος καθηγητής βιολογίας που ηγήθηκε της ερευνητικής ομάδας, συμβουλεύτηκε τους πρεσβύτερους της φυλής, οι οποίοι πρότειναν τη λέξη Wo’aabi, μια λέξη των ιθαγενών που σημαίνει «σκουλήκι».
Ένα μικροσκοπικό ζώο κρυμμένο σε μια αφιλόξενη λίμνη
Οι νηματώδεις σκώληκες συγκαταλέγονται στα ζώα με την μεγαλύτερη αφθονία στη Γη. Ζουν στο έδαφος, στους πολικούς πάγους, σε υποθαλάσσιες υδροθερμικές πηγές και σε πολλά άλλα περιβάλλοντα, ενώ είναι γνωστά περισσότερα από 250.000 είδη.
Ωστόσο, μέχρι το 2022, κανένα είδος δεν είχε επιβεβαιωθεί στη Μεγάλη Αλμυρή Λίμνη. Αυτό άλλαξε όταν η Julie Jung, τότε μεταδιδακτορική ερευνήτρια στο εργαστήριο του Werner, εντόπισε νηματώδεις κατά τη διάρκεια δειγματοληψιών με καγιάκ και ποδήλατο.
Οι σκώληκες ζούσαν μέσα σε μικροβιολίτες, σκληρές δομές που δημιουργούνται από μικροβιακές κοινότητες και βοηθούν στη στήριξη του τροφικού πλέγματος της λίμνης.
«Πιστεύαμε ότι πρόκειται πιθανώς για ένα νέο είδος νηματώδους από την αρχή, αλλά χρειάστηκαν τρία χρόνια επιπλέον εργασίας για να επιβεβαιώσουμε ταξινομικά αυτή την υποψία», δήλωσε η Jung, η οποία είναι πλέον επίκουρη καθηγήτρια στο Πανεπιστήμιο Weber State.
Η ομάδα επιβεβαίωσε το είδος χρησιμοποιώντας αλληλούχιση DNA 18S και λεπτομερείς ανατομικές μελέτες με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης και μικροσκοπία διαφορικής αντίθεσης συμβολής (DIC).
Oι μέθοδοι αποκάλυψαν μικροσκοπικά αλλά σημαντικά χαρακτηριστικά, όπως οφθαλμικές κηλίδες, συνενωμένα χείλη, μια στοματική κοιλότητα σε σχήμα χωνιού, κοντές αισθητήριες τρίχες και εξειδικευμένες αναπαραγωγικές δομές στους αρσενικούς οργανισμούς.
Μόλις η τρίτη γνωστή ομάδα ζώων στα αλμυρά νερά της λίμνης
Η ανακάλυψη αυτή καθιστά τους νηματώδεις μόλις την τρίτη γνωστή ομάδα μεταζώων (πολυκύτταρων ζώων) που ζει στα υπεράλμυρα νερά της Μεγάλης Αλμυρής Λίμνης.
Οι άλλες δύο είναι οι γαρίδες άλμης και οι μύγες της άλμης, οι οποίες βοηθούν στη διατροφή τεράστιων πληθυσμών μεταναστευτικών πουλιών. Το Diplolaimelloides woaabi ανήκει στην οικογένεια Monhysteridae και στην τάξη Monhysterida, ομάδες που είναι γνωστές για μέλη που μπορούν να ανεχθούν αλμυρά ή άλλου είδους ακραία ενδιαιτήματα.
Το γένος του συνδέεται συνήθως με παράκτια θαλάσσια ή υφάλμυρα περιβάλλοντα, γεγονός που καθιστά την παρουσία του στη Γιούτα ιδιαίτερα αινιγματική. Η Μεγάλη Αλμυρή Λίμνη βρίσκεται περίπου 4.200 πόδια (1,28 km) πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας και σχεδόν 1.28 km μακριά από τον πλησιέστερο ωκεανό.
Οι ερευνητές έχουν επίσης εντοπίσει γενετικές ενδείξεις ότι ένα δεύτερο είδος νηματώδους ενδέχεται να ζει στη λίμνη, αν και απαιτείται περαιτέρω μελέτη.
«Είναι δύσκολο να διακρίνουμε ξεκάθαρα χαρακτηριστικά, αλλά γενετικά μπορούμε να δούμε ότι υπάρχουν τουλάχιστον δύο πληθυσμοί εκεί έξω», δήλωσε ο Werner.
Πώς βρέθηκε εκεί;
Η προέλευση του σκώληκα αποτελεί ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια. Μία πιθανότητα μας γυρίζει πίσω στην Κρητιδική Περίοδο, όταν μια απέραντη θαλάσσια οδός χώριζε τη Βόρεια Αμερική και τμήματα της σημερινής Γιούτα συνόρευαν με θαλάσσια ύδατα.
Ο συνεισφέρων συγγραφέας της μελέτης Byron Adams, καθηγητής βιολογίας στο Πανεπιστήμιο Μπρίγκαμ Γιανγκ (Brigham Young University) και ειδικός στους νηματώδεις, πιστεύει ότι οι σκώληκες ίσως είναι αρχαίοι επιζώντες εκείνης της εποχής.
«Επομένως, βρισκόμασταν εδώ στην παραλία. Αυτή η περιοχή αποτελούσε μέρος εκείνης της θαλάσσιας οδού, και τα ρυάκια και τα ποτάμια που εκβάλλανε σε αυτή την παραλία θα αποτελούσαν εξαιρετικό βιότοπο για τέτοιου είδους οργανισμούς», δήλωσε ο Adams, ο οποίος έχει επίσης ένα είδος νηματώδους που φέρει το όνομά του.
«Με την ανύψωση του Οροπεδίου του Κολοράντο, σχηματίστηκε μια μεγάλη λεκάνη (Great Basin) και αυτά τα ζώα παγιδεύτηκαν εδώ. Αυτό είναι κάτι που πρέπει να ελέγξουμε και να κάνουμε περισσότερη επιστημονική έρευνα, αλλά αυτή είναι η βασική μου εκτίμηση. Η μηδενική υπόθεση είναι ότι βρίσκονται εδώ επειδή, κατά κάποιο τρόπο, ήταν πάντα εδώ».
Αυτή η ιδέα θα σήμαινε ότι οι σκώληκες άντεξαν σε μεγάλες αλλαγές στην περιοχή, συμπεριλαμβανομένης της λίμνης Μπόνβιλ (Lake Bonneville) με γλυκό νερό, η οποία κάλυπτε τη βόρεια Γιούτα πριν από 20.000 έως 30.000 χρόνια.
«Αν ο νηματώδης είναι ενδημικός εδώ και 100 εκατομμύρια χρόνια, έχει επιβιώσει από αυτές τις δραματικές μεταβολές στην αλμυρότητα τουλάχιστον μία φορά, και πιθανότατα μερικές φορές», δήλωσε ο Werner. Μια άλλη πιθανότητα είναι οι σκώληκες να έφτασαν πιο πρόσφατα μέσω μεταναστευτικών πουλιών, μεταφερόμενοι ίσως στα φτερά ή στη λάσπη από άλλες αλμυρές λίμνες.
«Οπότε ποιος ξέρει. Ίσως τα πουλιά να μεταφέρουν μικρά ασπόνδυλα, συμπεριλαμβανομένων των νηματωδών, σε τεράστιες αποστάσεις», δήλωσε ο Werner. «Είναι κάπως δύσκολο να το πιστέψει κανείς, αλλά φαίνεται ότι πρέπει να ισχύει ένα από αυτά τα δύο σενάρια».
Ένα πιθανό σύστημα προειδοποίησης για μια μεταβαλλόμενη λίμνη
Οι σκώληκες φαίνεται να συνδέονται στενά με τους μικροβιολίτες, όπου ζουν μέσα σε στρώματα φυκιών και τρέφονται με βακτήρια. Οι ερευνητές τους εντόπισαν κυρίως στα πρώτα εκατοστά αυτών των στρωμάτων (περίπου στο ανώτερο στρώμα μίας ίντσας), αλλά όχι σε μεγαλύτερο βάθος.
Αυτό το στενό ενδιαίτημα θα μπορούσε να καταστήσει το συγκεκριμένο είδος ιδιαίτερα σημαντικό. Οι μικροβιολίτες συμβάλλουν καθοριστικά στη βιολογική παραγωγικότητα της λίμνης, επομένως κάθε ζώο που αλληλεπιδρά με τις μικροβιακές κοινότητές τους θα μπορούσε να επηρεάσει το ευρύτερο οικοσύστημα.
Η ομάδα εντόπισε επίσης μια αινιγματική αναλογία φύλων. Στα δείγματα από το φυσικό περιβάλλον, λιγότερο από το 1% των σκουληκιών ήταν αρσενικά. Αντίθετα, στις εργαστηριακές καλλιέργειες, τα αρσενικά αποτελούσαν περίπου το μισό πληθυσμό.
«Αυτό εξακολουθεί να είναι ένα μπερδεμένο κομμάτι της ιστορίας για εμάς. Όταν παίρνουμε δείγματα από τη λίμνη και τα φέρνουμε στο εργαστήριο, τα αρσενικά αποτελούν λιγότερο από το 1%. Όταν όμως τα καλλιεργούμε στο εργαστήριο, τα αρσενικά φτάνουν περίπου το 50% της αναλογίας των φύλων», δήλωσε ο Werner.
«Είμαστε εξαιρετικά χαρούμενοι που μπορούμε να τα καλλιεργήσουμε στο εργαστήριο, αλλά υπάρχει κάτι σε αυτό που είναι ξεκάθαρα διαφορετικό από το περιβάλλον της λίμνης».
Επειδή οι νηματώδεις συχνά ανταποκρίνονται γρήγορα στο περιβαλλοντικό στρες, οι επιστήμονες τους χρησιμοποιούν ως βιοδείκτες για την ποιότητα του νερού, την αλμυρότητα, τη χημική σύσταση των ιζημάτων και τις αλλαγές στο οικοσύστημα.
Αυτό θα μπορούσε να καταστήσει το Diplolaimelloides woaabi πολύτιμο, καθώς η Μεγάλη Αλμυρή Λίμνη δέχεται πιέσεις από την ξηρασία, την εκτροπή των υδάτων, τη συρρίκνωση της στάθμης της και την άνοδο της αλμυρότητας.
«Όταν έχεις μόνο μια χούφτα ειδών που μπορούν να επιβιώσουν σε τέτοια περιβάλλοντα και αυτά είναι πραγματικά ευαίσθητα στην αλλαγή, λειτουργούν ως εξαιρετικά είδη-δείκτες (sentinel taxa)», δήλωσε ο Adams. «Σου δείχνουν πόσο υγιές είναι το οικοσύστημά σου».
Προς το παρόν, το Diplolaimelloides woaabi παραμένει τόσο ένα νέο είδος όσο και ένα νέο μυστήριο. Μπορεί να αποτελεί κατάλοιπο αρχαίων θαλασσών, έναν ταξιδιώτη που μεταφέρθηκε σε ολόκληρες ηπείρους από πουλιά ή μέρος ενός κρυμμένου μικροβιακού κόσμου που οι επιστήμονες μόλις τώρα αρχίζουν να κατανοούν.
