Χιλιάδες γονίδια από τη θαλάσσια ζωή σε μεγάλα βάθη της θάλασσας χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία νέων εμπορικών προϊόντων, από φαρμακευτικά προϊόντα έως καλλυντικά. Τα γονίδια είναι τμήματα του DNA που παρέχουν οδηγίες για τη δημιουργία άλλων μορίων που είναι απαραίτητα για τη δομή και τη λειτουργία των ζωντανών οργανισμών.
Σε μια εργασία που δημοσιεύσαμε πρόσφατα με άλλους συναδέλφους μας, διερευνήσαμε πώς η βιοεξερεύνηση -η αναζήτηση και η ανακάλυψη πιθανών προϊόντων από ζώα, φυτά και μικρόβια- θα μπορούσε να χρησιμεύσει ως μια λιγότερο καταστροφική εναλλακτική λύση στην εξόρυξη σε βάθος θάλασσας.
Αξίζει να σημειωθεί ότι όλες οι μεγάλες εταιρείες που χρησιμοποιούν θαλάσσια γονίδια τα έχουν προμηθευτεί από οργανισμούς βαθέων υδάτων με κάποια ιδιότητα. Τα ζώα της βαθιάς θάλασσας διαθέτουν μοναδικά γονίδια που τους επιτρέπουν να ζουν σε ένα περιβάλλον που δεν μοιάζει με κανένα άλλο στη Γη, με το έντονο κρύο, τη συντριπτική πίεση και το απόλυτο σκοτάδι.
Ποιοι είναι αυτοί οι οργανισμοί; Οι περισσότεροι είναι μικρόβια που έχουν εξελιχθεί κατά τη διάρκεια εκατομμυρίων ετών για να ευδοκιμούν σε ακραίες συνθήκες. Μεταξύ των πιο μοναδικά προσαρμοσμένων είναι εκείνοι που βρίσκονται γύρω από υδροθερμικές πηγές, όπου πλούσιο σε μεταλλικά στοιχεία θαλασσινό νερό, υπερθερμασμένο από μάγμα, εκρήγνυται από ρωγμές στον πυθμένα του ωκεανού.
Τα ένζυμα της βαθιάς θάλασσας, ένας τύπος μορίου που κωδικοποιείται από τα γονίδια οργανισμών που ζουν σε ακραία περιβάλλοντα, είναι σταθερά σε συνθήκες που άλλα ένζυμα συχνά δεν μπορούν να λειτουργήσουν. Η ικανότητά τους να καταλύουν χημικές αντιδράσεις υπό υψηλή πίεση και σε ευρύ φάσμα θερμοκρασιών τα καθιστά εμπορικά πολύτιμα για την παραγωγή βιομηχανικών και καταναλωτικών προϊόντων, συμπεριλαμβανομένων φαρμάκων, τροφίμων, απορρυπαντικών και βιοκαυσίμων.
Βιοεξερεύνηση στα βάθη της θάλασσας
Ένα αξιοσημείωτο παράδειγμα αφορά τα βακτήρια που ζουν σε πολύ αλμυρά ενδιαιτήματα. Αυτό το μικρόβιο απομονώθηκε από θαλάσσια ιζήματα που συλλέχθηκαν σε βάθος 1.050 μέτρων κοντά στην κορυφογραμμή Iheya, 130 χιλιόμετρα ανοικτά της νήσου Iheya στην Ιαπωνία.
Γαρίδες βαθιάς θάλασσας στα σκοτεινά βάθη του Ειρηνικού Ωκεανού. NOAA
Ένα από τα ένζυμά του έχει αποδειχθεί ότι ενισχύει τη μετατροπή των γεωργικών αποβλήτων σε γλυκόζη, βοηθώντας στη διάσπαση της κυτταρίνης σε εύκολα αποικοδομήσιμο πολτό. Αυτό είναι ένα κρίσιμο βήμα για τη μετατροπή της βιομάζας σε αιθανόλη, ένα ανανεώσιμο βιοκαύσιμο.
Ένα άλλο ένζυμο που εξάγεται από ένα βακτήριο που υπάρχει σε εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες έχει βρεθεί ότι είναι εξαιρετικά αποτελεσματικό στην πλήρη απομάκρυνση της λακτόζης από το γάλα.
Ορισμένοι οργανισμοί συμβάλλουν σε πολλαπλές εφευρέσεις, όπως ένα σκουλήκι βαθέων υδάτων που συλλέχθηκε σε βάθος 2.625 μέτρων από μια υδροθερμική έξοδο στην ανατολική άνοδο του Ειρηνικού, περίπου 600 χιλιόμετρα από τις ακτές του Μεξικού. Το σκουλήκι φιλοξενούσε ένα βακτήριο που παράγει ένα μόριο που χρησιμοποιήθηκε για την ανάπτυξη μιας κρέμας για το δέρμα, καθώς βοηθάει να γίνει το δέρμα λιγότερο ευαίσθητο στη φθορά από τον ήλιο και τη ρύπανση. Η ασυνήθιστη ικανότητα αυτού του βακτηρίου να ζει σε θερμοκρασίες άνω των 100°C το κατέστησε επίσης πρότυπο οργανισμού για την αντιμετώπιση της υπερθέρμανσης σε μικρούς δορυφόρους σε τροχιά γύρω από τη Γη.
Αυτά είναι μερικά μόνο παραδείγματα από τις πάνω από 16.000 πρωτεΐνες που προέρχονται από είδη της βαθιάς θάλασσας και χρησιμοποιούνται στην τεχνολογία, οι οποίες καταγράφονται σε αυτή τη βάση δεδομένων.
Οι δυνατότητες καινοτοµίας από είδη βαθέων υδάτων δεν έχουν διερευνηθεί πλήρως. Μέχρι το 2024, μόνο το ένα τέταρτο του βυθού έχει χαρτογραφηθεί και τα περισσότερα είδη βαθέων υδάτων παραμένουν ανεξερεύνητα.
Οι κίνδυνοι της εξόρυξης
Οζίδια στο βυθό της θάλασσας. Abramax/Wikipedia,CC BY-SA
Ωστόσο, ο ουσιαστικός ρόλος της ζωής των βαθέων υδάτων στη λειτουργία των συστημάτων της Γης μπορεί να είναι πολύ μεγαλύτερος από ό,τι είχε γίνει προηγουμένως κατανοητό.
Ερευνητές ανακάλυψαν πρόσφατα μια ασυνήθιστα υψηλή συγκέντρωση οξυγόνου στον πυθμένα του Ειρηνικού Ωκεανού, που αναφέρεται ως «σκοτεινό οξυγόνο». Αυτό το οξυγόνο μπορεί να παράγεται από την ηλεκτρόλυση - όταν ένα ηλεκτρικό ρεύμα διαχωρίζει το νερό σε υδρογόνο και οξυγόνο.
Πού μπορεί να δημιουργηθεί ηλεκτρικό φορτίο στον πυθμένα του ωκεανού; Ίσως στις επιφάνειες των πολυμεταλλικών κονδύλων, σχηματισμών που μοιάζουν με πετρώματα και αποτελούνται από πολλά διαφορετικά μέταλλα, τα οποία μπορούν να δημιουργήσουν διαφορές στο ηλεκτρικό δυναμικό όταν αλληλεπιδρούν με το θαλασσινό νερό. Ο σχηματισμός αυτών των μετάλλων επηρεάζεται από τη δραστηριότητα των μικροβίων που ζουν σε αυτά, η οποία με τη σειρά της επηρεάζει τις χημικές ιδιότητες του περιβάλλοντος. Η παραγωγή σκοτεινού οξυγόνου θα μπορούσε να είναι ζωτικής σημασίας για την αναπνοή άλλων ειδών που ζουν στον ωκεανό όπου δεν υπάρχει ηλιακό φως.
Δυστυχώς, τα οικοσυστήματα των βαθιών θαλασσών απειλούνται από την εξόρυξη ορυκτών στον βυθό της θάλασσας. Οι πολυμεταλλικοί κονδύλοι θεωρούνται δυνητικοί πόροι για μαγγάνιο, νικέλιο και στοιχεία σπάνιων γαιών - υλικά που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή ηλεκτρονικών συσκευών και υπολογιστών. Η ζώνη Clarion-Clipperton, μια περιοχή του Ειρηνικού όπου ανακαλύφθηκε πρόσφατα σκοτεινό οξυγόνο, έχει ήδη χωριστεί σε 16 διεκδικήσεις εξόρυξης.
Ερευνητές και ακτιβιστές έχουν προειδοποιήσει ότι η εξόρυξη σε βάθος θάλασσας θα μπορούσε να βλάψει σοβαρά τα θαλάσσια οικοσυστήματα και έχουν επισημάνει την έλλειψη επιστημονικής συναίνεσης σχετικά με τις μακροπρόθεσμες συνέπειες αυτών των εργασιών. Μόλις διαταραχθεί, η εξελικτική ιστορία που αντιπροσωπεύουν αυτά τα οικοσυστήματα θα μπορούσε να χαθεί για πάντα.
Η Διεθνής Αρχή Βυθού εποπτεύει τη διαχείριση των εξορυκτικών δραστηριοτήτων στα διεθνή ύδατα. Παρόλο που δεν έχει ακόμη εγκρίνει καμία εμπορική εξόρυξη, έχει αντιμετωπίσει επικρίσεις για το γεγονός ότι φέρεται να απορρίπτει τις περιβαλλοντικές ανησυχίες. Η πρόσφατη εκλογή της νέας γενικής γραμματέως της ISA, Λετίσια Καρβάλιο, προσφέρει μια ευκαιρία για τη διαφύλαξη ζωτικών περιοχών των ωκεανών του κόσμου, ζωτικής σημασίας τόσο για τη φύση όσο και για την ανθρώπινη ευημερία.
Πρέπει να επανεξετάσουμε την πραγματική αξία της βαθιάς θάλασσας και να σκεφτούμε τι μπορεί να σημαίνει η απώλειά της για τον υπόλοιπο κόσμο.
* Ο Erik Zhivkoplias είναι Ερευνητής Θαλάσσιας Διακυβέρνησης στο Πανεπιστήμιο της Στοκχόλμης. Ο Robert Blasiak είναι Ερευνητής στη Διαχείριση των Ωκεανών στο ίδιο Πανεπιστήμιο. Η μελέτη τους αναδημοσιεύεται αυτούσια στο Liberal μέσω άδειας Creative Commons από τον ιστότοπο TheConversation.com.
