Aνακαλύπτουν νέα μικρόβια

Xιλιάδες νέους μικροοργανισμούς και εκατομμύρια γονίδια ανακαλύπτουν επιστήμονες στους ωκεανούς του κόσμου.

Δύο αιώνες μετά το ανατρεπτικό ταξίδι του Δαρβίνου στα Νησιά Γκαλάπαγκος, ο Κρεγκ Βέντερ και οι συνεργάτες του αλλάζουν ξανά τον χάρτη της ζωής στη Γη ακολουθώντας τα χνάρια του Άγγλου εξερευνητή.

Ο περίπλους της Γης με το προσωπικό ιστιοφόρο του Βέντερ «Μάγος II» έχει ξεκινήσει από τον περασμένο Αύγουστο και θα διαρκέσει συνολικά ενάμιση χρόνο. Σήμερα βρίσκεται πια στη Γαλλική Πολυνησία. Δοκιμάζοντας τις δυνάμεις τους, οι επιστήμονες ταξίδεψαν πρώτα στη Θάλασσα των Σαργασσών, στα όρια του θρυλικού Τριγώνου των Βερμούδων, όπου ανακάλυψαν έναν εντυπωσιακό πλούτο άγνωστων μέχρι σήμερα ζωντανών οργανισμών. Χίλια οκτακόσια νέα είδη μικροβίων και περισσότερα από 1,2 εκατομμύρια νέα γονίδια είναι ο απολογισμός του περυσινού τους πειράματος που κάλυψε μία έκταση 3,2 εκατομμυρίων τετραγωνικών χιλιομέτρων.

Ο Κρεγκ Βέντερ οδηγεί το δικό του σκάφος «Μάγος II» σε ένα επιστημονικό ταξίδι στις θάλασσες του κόσμου (η κόκκινη γραμμή δείχνει την πορεία του). Μόνο στη Θάλασσα των Σαργασσών ανακάλυψε 1.800 νέους μικροοργανισμούς (ένα δείγμα στην ένθετη φωτογραφία) και 1,2 εκατομμύρια γονίδια. Το πλοίο θα επιστρέψει στη βάση του, τις Βορειοανατολικές ΗΠΑ, στο τέλος του χρόνου.

Ο Βέντερ έγινε διάσημος και εκτός του επιστημονικού κόσμου όταν από τη θέση του προέδρου της εταιρείας Celera το 2000 πρωτοστάτησε στο Πρόγραμμα για την Αποκωδικοποίηση του Ανθρώπινου Γονιδιώματος. Στενός του συνεργάτης της αποστολής του στις θάλασσες του πλανήτη είναι ο Άρης Πατρινός, διευθυντής του Γραφείου Βιολογικών και Περιβαλλοντικών Ερευνών στο αμερικανικό υπουργείο Ενέργειας, που είναι ο χρηματοδότης του προγράμματος.

«Πρόκειται για μία μεγάλη επανάσταση στην επιστήμη. Για μία ακόμα φορά, πιστεύω πως πετύχαμε το τζακ ποτ. Συνήθως, φροντίζω να είμαι αρκετά προσεκτικός με νέες ανακαλύψεις, όμως αυτή τη φορά είναι πολύ δύσκολο να συγκρατήσω τον ενθουσιασμό μου για τη σημασία αυτών των εξελίξεων», τονίζει στα «NEA» ο Έλληνας επιστήμονας.

«Μόλις γεννήθηκε ένας συναρπαστικός νέος κλάδος της επιστήμης, τον οποίο ονομάζουμε "γονιδιωματική οικολογία" (ecogenomics). Είμαι ενθουσιασμένος με την ανακάλυψη τόσο πολλών νέων μικροβιακών ειδών και κυρίως τόσων καινούργιων γονιδίων», συνεχίζει ο κ. Πατρινός. «Πολύ απλά, αυτό σημαίνει πως σχεδόν μέσα σε μία νύχτα ίσως είμαστε σε θέση να αλλάξουμε δραστικά τους τομείς της ηλιακής ενέργειας ή της παραγωγής ενέργειας από το υδρογόνο».

Μαθαίνοντας πώς λειτουργούν οι μηχανισμοί της ζωής στο επίπεδο των μικροβίων, οι επιστήμονες θέλουν να χρησιμοποιήσουν τις δυνατότητες αυτών των οργανισμών για να πετύχουν τους στόχους τους στην παραγωγή καθαρής ενέργειας και να καθαρίσουν το περιβάλλον. Για παράδειγμα, εργάζονται για να αναπτύξουν νέες βιολογικές μεθόδους αφαίρεσης διοξειδίου του άνθρακα από την ατμόσφαιρα και παραγωγής υδρογόνου ως πηγή ενέργειας.

Αυτοί βέβαια είναι οι απώτεροι στόχοι του επιστημονικού προγράμματος, εκεί όπου μπορούν να οδηγήσουν οι ανακαλύψεις. Σε πρώτο επίπεδο βρίσκεται το ξεκλείδωμα των μυστικών που κρύβουν οι ωκεανοί του κόσμου. H έρευνά τους δημοσιεύεται στο τελευταίο τεύχος του περιοδικού «Science». Τα ευρήματα εντυπωσιάζουν με την ποσότητά τους. Προς το παρόν, οι επιστήμονες δεν γνωρίζουν τι ρόλο παίζουν όλα αυτά που βρήκαν στα σκοτεινά νερά των Σαργασσών, όμως είναι το πρώτο βήμα για να μάθουν περισσότερα για το θαλάσσιο περιβάλλον. Και από ό,τι φαίνεται, η ζωή στους ωκεανούς είναι πολύ πιο πλούσια από ό,τι νομίζαμε.

Στα ερευνητικά ταξίδια του Βέντερ συμμετέχουν επιστήμονες από το δικό του Ινστιτούτο Εναλλακτικών Βιολογικών Πηγών Ενέργειας στο Μέριλαντ, τον Βιολογικό Ερευνητικό Σταθμό των Βερμούδων, το Πανεπιστήμιο της Νότιας Καλιφόρνιας και το Ινστιτούτο Γονιδιωματικής Έρευνας στο Μέριλαντ.

Με τη μέθοδο «δια πυροβολισμού»

H επιτυχία του Προγράμματος για την Αποκωδικοποίηση του Ανθρώπινου Γονιδιώματος έθεσε τις βάσεις για όλες τις νέες έρευνες στον Βόρειο Ατλαντικό. Οι επιστήμονες κατάφεραν να εφαρμόσουν τη μέθοδο της αλληλουχίας του DNA «δια πυροβολισμού», την ίδια δηλαδή που χρησιμοποίησαν για να διαβάσουν το DNA του ανθρώπου, σε χιλιάδες μικρόβια ταυτόχρονα, τα οποία ζουν στο θαλάσσιο οικοσύστημα. Με αυτή βρήκαν όλα τα καινούργια γονιδιώματα, ολοκληρωμένες «συνταγές ζωής». Γνωρίζοντας τα γονίδιά τους, μπορούμε να μάθουμε σε τι χρησιμεύουν τα μικρόβια. Ανάμεσα στα 1,2 εκατομμύρια νέα γονίδια βρέθηκαν σχεδόν 800 γονίδια φωτοϋποδοχέων, μία ανακάλυψη που ενθουσιάζει τους ειδικούς. Στον άνθρωπο, παρόμοιοι υποδοχείς στα μάτια τον βοηθούν να ανιχνεύει το φως. Αυτά τα γονίδια φαίνεται πως βοηθούν τα βακτήρια να αιχμαλωτίζουν την ενέργεια του ήλιου. Πρακτικά, εξηγεί ο κ. Πατρινός, η ανακάλυψη αυτή μπορεί να οδηγήσει στην κατασκευή βιολογικών υποδοχέων που χρησιμοποιούν το ηλιακό φως πολύ πιο αποτελεσματικά από τους γνωστούς φωτοσυνθετικούς οργανισμούς. «Είναι ένα από τα εμπόδια που πρέπει να ξεπεράσουμε για να φτάσουμε στη βιοπαραγωγή υδρογόνου». Κάτι άλλο που θέλουν να μάθουν οι ειδικοί μετά τα καινούργια δεδομένα, είναι αν ζουν τα ίδια ή διαφορετικά μικρόβια σε οικολογικά πανομοιότυπες περιοχές του πλανήτη. «Έχουμε αγγίξει μόνο την κορυφή του παγόβουνου της νέας επιστήμης», λέει χαρακτηριστικά ο κ. Πατρινός. H ανακοίνωση των νέων ανακαλύψεων κρύβει κι ένα ακόμα σημαντικό μήνυμα: «Για πολλά χρόνια, όλοι εμείς που πασχίζαμε να καταλάβουμε πώς λειτουργούν οι μηχανισμοί της Γης και ανησυχούσαμε για τις συνέπειες των αλλαγών στο παγκόσμιο περιβάλλον, είχαμε να αντιμετωπίσουμε την κριτική διαφόρων που έλεγαν ότι οι μέθοδοι της Οικολογίας δεν ήταν αρκετά επιστημονικές. Και ότι οι προβληματισμοί μας για την παγκόσμια περιβαλλοντική αλλαγή βασίζονταν σε ποιοτικά και όχι ποσοτικά δεδομένα. Τώρα, η γονιδιωματική οικολογία, βασιζόμενη σε ποσοτικά δεδομένα, μπορεί να αλλάξει όλα αυτά μια και καλή και να κάνει τους επικριτές να σωπάσουν», τονίζει ο Έλληνας επιστήμονας.

Στη θάλασσα των θρύλων

H Θάλασσα των Σαργασσών επελέγη γιατί ως τώρα ήταν γνωστή για την πολύ μικρή παρουσία θρεπτικών ουσιών και, ως συνέπεια, ζωντανών οργανισμών στα νερά της. H διάψευση όσων πίστευαν οι επιστήμονες ήταν πραγματική έκπληξη.

H θάλασσα οφείλει το όνομά της στα πυκνά φύκια που σκεπάζουν την επιφάνειά της και ευθύνονται για την εξαφάνιση πολλών πλοίων σε περασμένους αιώνες. Οι ναυτικοί «έβλεπαν» θαλάσσια τέρατα κάτω από τα φύκια που παγίδευαν τα πλοία - μερικά από αυτά ήταν τα χέλια που αφθονούν στη θάλασσα. Μαζί με τους θρύλους από το γειτονικό Τρίγωνο των Βερμούδων, η περιοχή έγινε ο φόβος και ο τρόμος των ναυτικών.

H θάλασσα παρακολουθείται επιστημονικά από τη δεκαετία του '50. H επιτυχία της έρευνας ώθησε τον Κρεγκ Βέντερ να ξεκινήσει τον περίπλου της Γης με το ειδικά εξοπλισμένο σκάφος του «Μάγος ΙΙ». Στη διαδρομή, οι επιστήμονες συλλέγουν δείγματα από τα νερά των Γκαλάπαγκος, της Αυστραλίας, του Παναμά, της Αφρικής και άλλων σημείων. Μετά τα στέλνουν στο Μέριλαντ, όπου αναλύονται με τη βοήθεια των πανίσχυρων υπολογιστών, που διαβάζουν το DNA των οργανισμών.

Εφημερίδα " ΤΑ ΝΕΑ"
της Εύης Ελευθεριάδου
5 Απριλίου 2004