Более двух лет небольшой объект, обнаруженный на большой глубине, ставил в тупик специалистов по глубоководным исследованиям. На первый взгляд, он выглядел как нечто из научно-фантастического фильма: гладкая золотистая сфера с крошечным отверстием, прочно прикрепленная к скале в кромешной темноте абиссальных глубин. Многие указывали на возможное происхождение этого объекта. неизвестное яйцо или странная губкаИ даже высказывались предположения о структурах, совершенно новых для науки.
Теперь, после долгого и тщательного расследования, загадка разгадана. Знаменитый «золотой шар» оказался не внеземным организмом или новой формой жизни, а отделившимся основанием... гигантская глубоководная анемона, вид, уже описанный, но пока малоизвестный: Relicanthus daphneaeЭто открытие, сделанное учеными из NOAA и Смитсоновского национального музея естественной истории, подчеркивает, насколько ограничены наши знания о глубоководных районах океана и насколько сложно бывает определить, что там находится.
История начинается летом 2023 года во время серии научных экспедиций в заливе Аляска на борту исследовательского судна. Океанос Исследователь Согласно данным NOAA, в рамках миссии Seascape Alaska 5 исследователи использовали дистанционно управляемый подводный аппарат Deep Discoverer на глубине более 3.000 метров, в районе с огромным давлением, недостатком солнечного света и температурой, близкой к нулю.
Как и где появился таинственный золотой шар?
Во время одного из погружений камеры подводного аппарата запечатлели нечто, не соответствующее обычному ландшафту морского дна. На голой скале, среди темных отложений, выделялось… небольшой золотой шар около десяти сантиметровОбъект имел, казалось бы, гладкую и блестящую поверхность. Он настолько контрастировал с окружающей обстановкой, что команда несколько секунд молчала, как это было видно в прямой трансляции, которую NOAA показала в 2023 году.
По мере того, как изображения поступали на сушу в режиме реального времени, появлялось все больше гипотез. Некоторые ученые предполагали, что это может быть яйцевая капсула, другие указывали на разлагающуюся губку, а некоторые даже шутили о возможности стать свидетелями начала морского триллера, опасаясь, что прикасаться к этому будет опасно. Изнутри возникло нечто неожиданное.Несмотря на путаницу, общее мнение было однозначным: образец необходимо было собрать.
Сначала Deep Discoverer использовал свою систему всасывания, а в других подобных случаях и роботизированную руку, чтобы аккуратно отделить сферу от породы и поднять её на борт. Оттуда таинственный шар отправился в Смитсоновский национальный музей естественной истории в Вашингтоне, округ Колумбия, где началось расследование, которое продлилось значительно дольше, чем предполагалось.
Первоначальные исследования: фиброзная структура без четкой анатомии.
Оказавшись в лаборатории, группа морских биологов и зоологов приступила к классическому исследованию: макроскопическому наблюдению, микроскопическому анализу и идентификационным тестам на основе внешних признаков. Поразительным оказалось то, что золотой шар Оно не обладало типичным анатомическим строением морского животного.Рот, щупальца, мышцы и узнаваемые внутренние органы обнаружены не были.
Была видна волокнистая текстура, состоящая из перекрывающихся слоев органического материала со слоистой поверхностью. Под микроскопом исследователи обнаружили, что это покрытие испещрено стрекательными клетками, называемыми книдоцитами или нематоцистами, характерными для этого микроорганизма. книдарийцы, группа, в которую входят медузы, кораллы и анемоны.
Эбигейл Рефт, зоолог из NOAA, была одной из ученых, сосредоточившихся на конкретном типе клеток. Она определила, что это спироцисты, подтип книдоцитов, встречающийся только в группе... ГексакораллииТам, где водится множество анемонов и некоторые кораллы. Это стало первым убедительным доказательством того, что этот шаровидный объект может быть связан с глубоководным анемоном.
Тем не менее, морфологические признаки не соответствовали ни одному известному виду. Это выглядело не как целостная особь, а скорее как... структурный остатокСвоеобразная оболочка или покрытие. Чтобы разгадать эту тайну, специалисты обратились к методам молекулярной генетики, будучи убеждены, что ДНК позволит им вписать этот фрагмент в древовидную структуру морской жизни.
Тем временем другие группы исследователей начали сравнивать образец с материалами, полученными в ходе предыдущих экспедиций, в частности с экземпляром, собранным в 2021 году Океанографическим институтом Шмидта. Цель заключалась в том, чтобы выяснить, можно ли связать этот, казалось бы, изолированный материал с каким-либо беспозвоночным, уже описанным в глубинах Северного Тихого океана.
ДНК усложняет загадку, прежде чем её разгадать.
Следующим логическим шагом стало применение стандартных методов генетического штрихкодирования, которые включают сравнение небольших фрагментов ДНК с существующими базами данных. Однако первоначальные результаты оказались неутешительными. Образец был перегружен... ДНК множества микроорганизмовВероятно, это бактерии, грибы и другие организмы, связанные с разлагающимися тканями, что затруднило чтение.
Когда исследователи попытались сопоставить ДНК шара с известными последовательностями, совпадения оказались неполными или неоднозначными. Ни обычные ссылки на медуз, кораллы, ни анемоны не дали однозначного ответа. NOAA признает, что эти первоначальные попытки были «неубедительными», отчасти потому, что сфера представляла собой небольшую экосистему, кишащую микроскопической жизнью, не имеющей отношения к ее исходной ткани.
Ввиду неясности, дело, по словам Аллена Коллинза, зоолога и директора Национальной систематической лаборатории рыболовства NOAA, стало «особый случай, потребовавший особых усилий и сотрудничество нескольких человек». Стандартных протоколов идентификации было недостаточно: необходимо было объединить морфологию, генетику, знания о глубоководных экосистемах и передовые инструменты биоинформатики.
Тем временем золотой шар продолжал оставаться предметом дискуссий в международном научном сообществе. Изображения открытия, показанные NOAA, широко распространились в социальных сетях и специализированных СМИ, подпитывая всевозможные теории: от возможного яйца еще не описанного вида до редкого вида глубоководной губки или структуры, связанной с каким-либо симбиотическим организмом.
На этом этапе команда решила совершить методологический скачок: вместо того чтобы ограничиваться фрагментами ДНК, они выбрали другой подход. секвенирование всего геномаЭто более дорогостоящий и сложный метод, но он также гораздо информативнее в случаях, когда предыдущие результаты противоречивы.
Секвенирование генома дало название золотому шару.
Секвенирование всего генома стало настоящим прорывом. Этот метод, основанный на использовании специализированного оборудования и мощного программного обеспечения, часто применяется для изучения неясных заболеваний или идентификации организмов, которые трудно классифицировать. В данном случае он позволил гораздо точнее определить, какие фрагменты ДНК действительно соответствуют земной ткани, а какие принадлежат микроорганизмам, колонизировавшим её.
Восстановив геном и сравнив его с существующими эталонными последовательностями, исследователи подтвердили, что ДНК животного, присутствующая в образце, была практически идентичен эталонному геному Relicanthus daphneaeЭтот вид был впервые описан в 2006 году и считается гигантской глубоководной актинией, способной развивать щупальца длиной более двух метров и обитающей в районах вблизи гидротермальных источников и других экстремальных глубоководных местообитаний.
Для подтверждения вывода митохондриальный геном золотого шара был также сравнен с геномом аналогичного экземпляра, собранного в 2021 году Океанографическим институтом Шмидта. Результаты показали, что последовательности были генетически почти идентичныподтверждая, что обе структуры были связаны с одним и тем же типом организма.
Таким образом, удалось окончательно исключить версию о том, что шар представлял собой яйцо какого-то неизвестного животного, губки или целого организма. Вместо этого команда интерпретировала его как... кутикула или внешнее покрытие Эта кутикула, состоящая из нескольких слоев волокнистого материала, производится самой анемоной. Она в основном состоит из хитина — того же самого устойчивого биополимера, который содержится в панцирях насекомых или стенках некоторых грибов.
Таким образом, то, что подводный аппарат запечатлел на морском дне, было не телом животного, а основанием, с помощью которого... Relicanthus daphneae Оно прикрепляется к скале. Обычно эта область скрыта под остальной частью анемоны, поэтому в дикой природе её редко можно увидеть в одиночестве. В данном конкретном случае верхняя часть животного имела бы мертв или переехал бы, обнажив ту самую золотистую структуру, которая так привлекла внимание исследователей.
Следы перемещения или неудачная попытка размножения?
После идентификации вида оставался вопрос, что именно означает эта изолированная структура. Одна из гипотез, рассматриваемых учеными, заключается в том, что кутикула представляет собой след, оставленный анемоной по мере перемещения по морскому дну. Согласно наблюдениям, сделанным в ходе других экспедиций, некоторые экземпляры, по-видимому, сбрасывают часть ткани, которой они были прикреплены к скале, оставляя своего рода твердый отпечаток при изменении своего положения.
Другая возможность, о которой сообщают специализированные СМИ, такие как Science Alert, заключается в том, что глобальное потепление могло стать результатом чего-то другого. неполное бесполое размножениеНекоторые актинии способны размножаться посредством процесса, известного как «педальное расщепление», при котором животное оставляет фрагмент своего основания, когда верхняя часть отходит. Со временем этот «остаток» может регенерировать в новую, полноценную особь.
В случае Relicanthus daphneaeДо сих пор окончательно не доказано, что он использует именно этот тип размножения. В предварительной научной работе, опубликованной на сервере препринтов bioRxiv, признается, что интерпретация морфологии земного шара Этот вопрос остается открытым. Это может быть просто фрагмент кутикулы, отделившийся в процессе смещения, или же остаток от неудачной попытки клонирования.
Совершенно очевидно, что эта структура представляет собой не просто незначительный кусок отходов. Анализ её состава и связанных с ней организмов позволяет предположить, что она выполняет функцию... подлинная направленность микробной активностиРазлагающаяся ткань служит субстратом для бактерий и других микроорганизмов, потенциально внося вклад в биогеохимические циклы, такие как круговорот азота в этих глубоких экосистемах.
Подобные находки напоминают нам о том, что в глубинах океана даже останки и следы, оставленные животными, могут играть значительную экологическую роль. Далеко не являясь просто «биологическими отходами», они представляют собой часть сети взаимодействий, которая до сих пор изучена лишь частично.
Что может рассказать нам золотой шар об исследовании глубоководных районов океана?
Помимо любопытства по поводу того, что же представлял собой золотой шар, этот случай иллюстрирует, насколько мало изучено дно океана. На глубине более трех километров, где давление огромно и свет отсутствует, большинство организмов и структур находятся под водой. совершенно неизвестно наукеДаже с использованием современных дистанционно управляемых аппаратов, камер высокого разрешения и передовых генетических инструментов, не всегда легко дать название наблюдаемому объекту.
Капитан Уильям Моуитт, исполняющий обязанности директора программы исследования океана в NOAA, подытожил ситуацию, подчеркнув, что глубоководные экспедиции часто сталкиваются с загадками, подобными загадке золотого шара, и что только с помощью таких методов, как секвенирование ДНК, их можно постепенно разгадать. Эти миссии, добавил он, являются ключом к пониманию того, как океан и его ресурсы могут... стимулировать экономический рост, укрепить безопасность. и внести свой вклад в сохранение планеты.
Фактически, открытия в северной части Тихого океана и других абиссальных зонах помогают переосмыслить многие аспекты морской биологии: от истинного разнообразия беспозвоночных, таких как анемоны и кораллы, до того, как микробные сообщества организуются на, казалось бы, инертных структурах. Каждый раз, когда подводный аппарат с дистанционным управлением опускается на глубину в несколько тысяч метров, возникает возможность встретить новые виды, неожиданное поведение или такие загадочные биологические образования как этот золотой шар.
Пока команды NOAA готовят новые экспедиции, например, запланированные у берегов Гавайев, золотой шар из залива Аляска уже является частью коллекции Национального музея естественной истории Смитсоновского института. Там он хранится как еще один экспонат в обширном архиве морского биоразнообразия, а также как наглядный пример нынешних ограничений наших знаний и необходимости продолжения исследований.
Произошедшее в этом случае показывает, что даже когда речь идёт об известном виде, процесс его достижения может быть долгим и технически сложным. И что в глубоком океане простая десятисантиметровая золотая сфера может годами бросать вызов лучшим экспертам. морские беспозвоночные и генетика.
В конечном итоге, загадка таинственного золотого шара, найденного на дне океана, оказалась следом крупной глубоководной анемоны, но эта история выходит далеко за рамки таксономического обозначения: она отражает прогресс в исследовании моря, то, как технологии и совместная работа объединяются для расшифровки структур, которые практически невозможно классифицировать, и как каждое открытие, каким бы незначительным оно ни казалось, напоминает нам о том, что под поверхностью все еще скрывается огромный мир, ожидающий своего понимания.