Midii de adâncime: de la ritmul mareelor la ciclul de 24 de ore în laborator
La 1.700 metri sub suprafața oceanului, în întuneric permanent, midiile de la izvoarele hidrotermale își reglează activitatea după ritmul mareelor. Însă, atunci când sunt studiate în laborator, celulele lor trec la un ritm de aproximativ 24 de ore. Această schimbare a fost documentată pentru prima dată într-un studiu publicat în revista EMBO Reports, realizat de cercetători de la Universitatea din Viena, împreună cu instituții partenere din Franța și Germania.
Specia studiată, Bathymodiolus azoricus, colonizează fundul mării în jurul coșurilor hidrotermale din Munții Mid-Atlantic. Aici, midiile trebuie să suporte presiuni uriașe și influența fluidului fierbinte, bogat în metale grele, care țâșnește din scoarța oceanică. Direcția de curgere a acestui fluid se schimbă odată cu mareele, ceea ce explică probabil de ce comportamentul și biologia moleculară a midiilor urmează un ritm tidal. Până acum, modul în care organismele fără creier generează astfel de ritmuri rămăsese neclar.
Celule de adâncime crescute la temperaturi de frigider
Echipa a reușit pentru prima dată să stabilească culturi celulare din aceste midii, menținute în laborator timp de peste trei ani. „În timp ce celulele din laborator cresc de obicei la 25–37 °C, celulele noastre de midii cresc la frigider, la temperaturi de adâncime”, explică Audrey Mat, primul autor al studiului și inițiatorul experimentelor. Acest avans tehnic este unic la nivel mondial și permite obținerea de noi informații despre biologia acestor animale.
În laborator, ritmul midiilor s-a schimbat: de la ritmurile tidale din habitatul natural la ritmuri predominant circadiene, de 24 de ore. Ritmul circadian a putut fi observat chiar și în culturile celulare izolate, ceea ce sugerează o plasticitate semnificativă a mecanismului ce reglează timpul biologic. Midiile de adâncime posedă genele centrale ale ceasului circadian, întâlnite la organisme de la muște până la oameni, deși cu modificări specifice. Aceste modificări ar putea permite ceasului să alterneze între ritmul circatidal (de 12,4 ore) și cel circadian (de 24 de ore), probabil prin schimbări în exprimarea genei period.
Relevanță pentru protecția mediului marin profund
Adâncurile oceanice sunt printre cele mai puțin explorate ecosisteme de pe Pământ și se află sub o presiune considerabilă din cauza exploatării umane, cum ar fi mineritul submarin. „Faptul că aceste ecosisteme sunt extrem de complexe din punct de vedere mecanicist și posedă sisteme de cronometrare la fel de sofisticate ca cele de la suprafață subliniază cât de demne de protecție sunt. Pe uscat, știm că activități umane precum lumina sau vibrațiile perturbă ceasurile circadiene. Ceasurile din adâncuri sunt foarte probabil la fel de vulnerabile, cu consecințe semnificative pentru organisme și ecosisteme”, afirmă Kristin Tessmar-Raible și Marjolaine Matabos, coordonatoarele comune ale studiului.
