Το Kelp κρατά ένα χρονοδιάγραμμα της ιστορίας της Γης

Αυτό το άρθρο παρουσιάστηκε αρχικά στο


Περιοδικό Hakai

,

μια διαδικτυακή δημοσίευση για την επιστήμη και την κοινωνία στα παράκτια οικοσυστήματα. Διαβάστε περισσότερες ιστορίες όπως αυτή στο

hakaimagazine.com

.

Στις 14 Νοεμβρίου 2016, ένας τεράστιος σεισμός συγκλόνισε την Kaikōura, μια πόλη στο νότιο νησί της Νέας Ζηλανδίας, σκοτώνοντας δύο ανθρώπους, προκαλώντας τσουνάμι και εκτινάσσοντας τμήματα ακτών έξι μέτρα πάνω από τη θάλασσα. Οι βιολόγοι Ceridwen Fraser και Jon Waters παρακολουθούσαν τα επακόλουθα στην τηλεόραση. «Βλέπαμε εικόνες από φύκια και [abalone] σηκώθηκε από το νερό και πεθαίνει», λέει ο Γουότερς.

Για αυτούς τους δύο

επιστήμονες

που είχαν περάσει μεγάλο μέρος της προηγούμενης δεκαετίας αναζητώντας αποδείξεις οικολογικής αναταραχής στην ακτή, λέει ο Fraser, υπήρχε μόνο ένα πράγμα να κάνει. «Μπήκαμε σε αεροπλάνο».

Μια δεκαετία περίπου νωρίτερα, στα μέσα της δεκαετίας του 2000, ο Fraser ήταν φοιτητής στο εργαστήριο του Waters στο Πανεπιστήμιο του Otago στη Νέα Ζηλανδία. Το ζευγάρι μελετούσε πώς η γενετική του

Φύκια ταύρου Νέας Ζηλανδίας

ποικίλλουν σε όλο το νότιο ημισφαίριο όταν παρατήρησαν κάτι πολύ περίεργο.

Τα φύκια που ζούσαν κατά μήκος των ακτών της ηπειρωτικής Νέας Ζηλανδίας, λέει ο Fraser, ήταν πολύ γενετικά ποικιλόμορφα. Αλλά τα φύκια που κατοικούσαν στα κρύα, υποανταρκτικά νησιά διάσπαρτα στον Νότιο Ωκεανό ήταν όλα πολύ παρόμοια. Λόγω της τεράστιας απόστασης μεταξύ αυτών των μικρότερων νησιών, ο Fraser περίμενε ότι οι πληθυσμοί των φυκιών θα ήταν αρκετά διαφορετικοί μεταξύ τους. Η έλλειψη γενετικής ποικιλότητας αποκάλυψε δύο πράγματα: τα φύκια των νησιών είχαν εξαφανιστεί όλα και αργότερα αποικίστηκαν εκ νέου, και τα φύκια που επανααποικούσαν είχαν προέλθει από μία και μόνο πηγή. Από εκεί, οι Fraser και Waters δεν χρειάστηκαν πολύ για να συνειδητοποιήσουν ότι κοιτούσαν πραγματικά μέρη όπου τα φύκια είχαν ανακάμψει μετά από μια τεράστια οικολογική διαταραχή. Τι είδους αναστάτωση όμως;

«Στα φύκια ταύρου δεν αρέσει ο πάγος», λέει ο Fraser. Όπως έδειξαν οι επιστήμονες, ο πάγος που είχε καταπατήσει είχε εξαφανίσει τα φύκια των νησιών κατά το Τελευταίο Μέγιστο Παγώνων πριν από 20.000 χρόνια. Όμως, λέει ο Fraser, η ίδια η Νέα Ζηλανδία βρισκόταν αρκετά βόρεια για να αποφύγει τη χειρότερη σύγκρουση της Εποχής των Παγετώνων, εξηγώντας γιατί οι πληθυσμοί φυκιών της είναι τόσο μεγαλύτεροι και πιο γενετικά διαφορετικοί.

Αυτή ήταν μια πολύτιμη εικόνα για τους παλαιοκλιματολόγους. «Είναι πραγματικά πολύ δύσκολο για τους ερευνητές να βρουν πού ήταν ο πάγος στην τελευταία εποχή των παγετώνων», λέει ο Γουότερς. «Πρέπει να πάρουν πυρήνες από τον πυθμένα του ωκεανού – είναι απίστευτα ακριβό. Αλλά εδώ είχαμε μια εντελώς νέα προσέγγιση». ο

μελέτη

έδειξε ότι ο θαλάσσιος πάγος είχε επεκταθεί πολύ πιο βόρεια κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου από ό,τι πίστευαν προηγουμένως οι επιστήμονες.

Μέχρι το 2016, οι Fraser και Waters είχαν αποδείξει ότι μπορούσαν να αποκαλύψουν σημάδια ιστορικών περιβαλλοντικών ανατροπών εξετάζοντας τη γενετική ποικιλότητα των φυκιών. Έτσι, όταν ο σεισμός Kaikōura έπληξε τη Νέα Ζηλανδία, σκουπίζοντας πολλά κρεβάτια φύκια, το ζευγάρι άδραξε την ευκαιρία να παρακολουθήσει τη διαδικασία να εξελίσσεται στο παρόν.

Επτά χρόνια μετά, λέει ο Fraser, η ανάκαμψη είναι ακόμη μόλις αρχίζει. Τα ανυψωμένα τμήματα της ακτής αποικίζονται σιγά σιγά από μικρά φύκια. Με την πάροδο του χρόνου, τα φύκια ταύρου θα αποκτήσουν ξανά βάση. Θα μπορούσε να έρθει από τον διπλανό κόλπο ή την άλλη άκρη του κόσμου.

Το Bull kelp colonization είναι ένα παιχνίδι υψηλού πονταρίσματος με σειρά προτεραιότητας. Ανά πάσα στιγμή, υπολογίζεται ότι υπάρχουν περίπου 70 εκατομμύρια μεμονωμένα κομμάτια φύκια ταύρου που ιππεύουν τα ρεύματα του Νότιου Ωκεανού. Τα φύλλα – και τα μικροσκοπικά πλάσματα που ζουν πάνω τους – μπορούν να καταλήξουν σχεδόν οπουδήποτε.

Ο David Schiel, θαλάσσιος οικολόγος από το Πανεπιστήμιο του Canterbury στη Νέα Ζηλανδία, λέει ότι τα φύκια ταύρου είναι σχεδόν ειδικά κατασκευασμένα για ταξίδια μεγάλων αποστάσεων. «Όταν σπάει, επιπλέει. Μπορεί να παραμείνει ενεργό για μήνες και να συνεχίσει να διανύει τους αναπαραγωγικούς του κύκλους».

Παρά τη συνεχή κίνηση, η γενετική ανταλλαγή μεταξύ μακρινών νησιών

δεν είναι

καθόλου ρευστή. «Πάντα πιστεύουμε ότι αν κάτι μπορεί να φτάσει από το Α στο Β, τότε πρέπει να υπάρχει γονιδιακή ροή μεταξύ των πληθυσμών», λέει ο Fraser. «Αλλά στην πραγματικότητα, δεν υπάρχει απαραίτητα ροή γονιδίων επειδή οι ντόπιοι κάτοικοι έχουν ένα πραγματικό πλεονέκτημα».

Εάν ένα πλωτό κομμάτι φύκια ταύρου φτάσει σε μια ακτή που είναι ήδη πυκνή με φύκια, δεν υπάρχει σχεδόν κανένας τρόπος να εδραιωθεί, λέει ο Schiel. Τα φύκια ταύρου έχουν τις καλύτερες πιθανότητες να αποκτήσουν βάση εάν ξεβραστούν σε ένα εντελώς γυμνό τμήμα βράχου. Μόλις φτάσει εκεί, πρέπει να αναμειγνύει το σπέρμα ή τα ωάρια του με εκείνα ενός αναπαραγωγικά ενεργού μέλους του αντίθετου

φύλο

υ. Με άλλα λόγια, «είναι δύσκολο να μπεις εκεί», λέει ο Schiel, «και όταν το κάνουν, πιθανότατα δεν υπάρχουν πολλοί ανταγωνιστές».

Αλλά, λέει ο Fraser, όταν συμβαίνει ένας σεισμός, ένας θαλάσσιος

καύσωνας

ή άλλη θανατηφόρα καταστροφή, «ξαφνικά δεν μένουν ντόπιοι για να ανταγωνιστούν τους μετανάστες, οπότε όταν φτάσουν λίγοι, όλοι οι γαμέτες τους έχουν πολύ καλές πιθανότητες να πάρουν ένα πόδι. στην πόρτα.”

Μόλις εγκατασταθούν αυτοί οι άποικοι φυκιών ταύρων, αυτοί και οι απόγονοί τους μπορούν να κυριαρχήσουν στον πληθυσμό για αιώνες ή ακόμη και χιλιετίες που έρχονται.

Αυτό το φύκι τείνει να αποικίζεται γρήγορα και στη συνέχεια να παραμείνει για μεγάλο χρονικό διάστημα, έδειξαν στους Fraser και Waters ότι η μελέτη της γενετικής ποικιλότητας των φυκιών μπορεί να είναι ένας ακόμη καλύτερος τρόπος για τον εντοπισμό ιστορικών φυσικών καταστροφών από ό,τι πίστευαν.

Έχοντας ξοδέψει σχεδόν 20 χρόνια αναπτύσσοντας την τεχνική τους, το 2023 έδωσε στους Fraser και Waters την ευκαιρία να ανατρέψουν τη διαδικασία τους και

αποδεικνύει πραγματικά την αξία του

. Σε μια παράκτια πλατφόρμα βράχου κοντά στο Rārangi, μια πόλη στο βορειοανατολικό άκρο του νότιου νησιού της Νέας Ζηλανδίας, η ομάδα σκόνταψε σε έναν άλλο θύλακα περίεργης γενετικής φύκια. Τα φύκια, βρήκαν, μοιράζονταν τα γονίδια ενός πληθυσμού από 300 χιλιόμετρα μακριά. Κάτι είχε γίνει ξεκάθαρα εδώ.

Μεταγενέστερες γεωλογικές μελέτες επιβεβαίωσαν αυτό που πρότεινε τα φύκια: πριν από περίπου 2.000 χρόνια, η πλατφόρμα Rārangi είχε ωθηθεί προς τον ουρανό σε έναν σεισμό.

«Δεν θα είχαμε καν κοιτάξει αυτήν την περιοχή αν δεν ήταν η γενετική που μας έδειχνε κάτι ασυνήθιστο», λέει ο Γουότερς. «Και ρε, πρέστο, οι γεωλόγοι έριξαν άλλη ματιά και τα στοιχεία ήταν πραγματικά ξεκάθαρα».

Τα φύκια ταύρου, καταλαβαίνουν οι επιστήμονες, κατέχει ρεκόρ του ταραχώδους τεκτονικού παρελθόντος του νότιου ημισφαιρίου. Προσφέρει έναν τρόπο για να επιβεβαιώσετε γνωστές καταστροφές και να βρείτε υποδείξεις για προηγουμένως μη τεκμηριωμένες καταστροφές.

«Μπορούμε τώρα να κοιτάξουμε στο παρελθόν και να βρούμε υπογραφές προηγούμενων ταραχών που δεν ήταν γνωστές», λέει ο Γουότερς. «Υπάρχει συχνά ένα κρυμμένο ιστορικό που μπορείτε να αποκαλύψετε χρησιμοποιώντας γενετικές προσεγγίσεις και έτσι να κατανοήσετε περισσότερα για την

ιστορία

μιας περιοχής».

Αυτό το άρθρο εμφανίστηκε για πρώτη φορά στο

Περιοδικό Hakai

και αναδημοσιεύεται εδώ με άδεια.