Octopus DNA may predict future sea level rise
Diese innovative Studie konzentriert sich auf die genetische Geschichte des Pareledone turqueti-Oktopus, der auf dem Meeresboden in der Antarktis lebt, und darauf, was sie über die Geologie der Region im Laufe der Zeit verraten kann.
Die Rückverfolgung vergangener Begegnungen verschiedener Populationen dieser Art lässt darauf schließen, dass der jüngste Zusammenbruch des Eisschildes in der letzten Zwischeneiszeit vor mehr als 100.000 Jahren stattfand – etwas, das Erdwissenschaftler vermuten, aber noch nicht endgültig bestätigt haben. Siehe die am Donnerstag in der Fachzeitschrift Science veröffentlichte Studie.
„Dieses Projekt ist aufregend, weil es eine neue Perspektive auf ein seit langem bestehendes Problem in der Geowissenschaftsgemeinschaft bietet“, sagte die Hauptautorin der Studie, Sally Lau, Postdoktorandin an der James Cook University in Australien.
„Die DNA lebender Tiere enthält heute alle Informationen über ihre früheren Vorfahren, sie ist also wie eine Zeitkapsel“, sagte sie.
Das Team machte die Entdeckung, indem es die DNA von 96 Tequit-Tintenfischen sequenzierte, die Institutionen auf der ganzen Welt im Laufe der Jahre durch Beifänge beim Fischfang gesammelt hatten. Die ältesten Proben stammen aus den 1990er Jahren, doch bei der Sequenzierung ihrer Gene ergab sich ein detaillierter Stammbaum, der Millionen von Jahren zurückreicht.
Oktopus-Stammbaum###
Mithilfe der DNA-Analyse konnten Forscher feststellen, ob sich verschiedene Populationen von Tequit-Tintenfischen vermischten und wann dies geschah.
„Es ist, als würde man einen 23andMe-Test an einem Oktopus durchführen“, sagte Liu und bezog sich dabei auf das Gentestunternehmen. „Diese Informationen werden von den Eltern an die Kinder und Enkel weitergegeben und so weiter.“
Heute sind die Tequid-Krake-Populationen im Weddell-, Amundsen- und Rossmeer durch das kontinentalgroße westantarktische Schelfeis getrennt, was eine Vermischung verhindert.
Untersuchungen zeigen jedoch, dass die letzte genetische Verbindung zwischen diesen Populationen vor etwa 125.000 Jahren bestand, während der letzten Zwischeneiszeit, als die globalen Temperaturen ähnlich hoch waren wie heute.
Die Entdeckung lässt darauf schließen, dass der westantarktische Eisschild in dieser Zeit zusammenbrach – ein Ereignis, das Küstengebiete überschwemmt hätte, aber eisbedeckte Gebiete auf dem Meeresboden freigab, in denen sich die Kraken ansiedeln konnten und letztendlich mit der Turcotte-Population konkurrierten. Mitglieder treffen sich und züchten. Sie waren einst geografisch voneinander getrennt.
„Die Bedeutung von WAIS besteht darin, dass es derzeit auch den größten Beitrag der Antarktis zum globalen Meeresspiegelanstieg leistet. Ein vollständiger Zusammenbruch könnte den globalen Meeresspiegel um 3 bis 5 Meter ansteigen lassen“, sagten die Autoren der Studie, James Cook University Sustainable Tropical Fisheries und Jan Strugnell. Professor und Direktor des Zentrums für Aquakultur, sagte in einer Erklärung. Strugnell hatte zunächst die Idee, mithilfe eines genomischen Ansatzes zu untersuchen, ob die Eisschilde während der letzten Warmzeit zusammengebrochen sind.
„Zu verstehen, wie WAIS vor nicht allzu langer Zeit konfiguriert war, als die globalen Temperaturen ähnlich waren wie heute, wird uns helfen, unsere Vorhersagen über den zukünftigen Anstieg des Meeresspiegels zu verbessern“, sagte sie.
Warum Oktopus? ###
Das Team wählte diesen Oktopus für die Untersuchung aus, weil die Tiere relativ unbeweglich sind – sie können nur über den Meeresboden kriechen, was bedeutet, dass sie sich eher in genetisch einzigartigen lokalen Populationen fortpflanzen. Im Gegensatz dazu weisen sich schnell bewegende Meeresarten wie Krill eine homogenere DNA auf, wodurch historische genetische Verbindungen verwischt werden, sagte Lau.
Darüber hinaus sei die Biologie des Tequit-Oktopus relativ gut erforscht und Wissenschaftler verstehen seine DNA-Mutationsraten und Generationszeiten, die für eine genaue molekulare Datierung entscheidend sind, fügte Lau hinzu.
Liu wies darauf hin, dass frühere Studien mit Krustentier- und Meeresmolluskenarten biologische Signaturen des Zusammenbruchs des Schelfeises identifiziert hätten, die in direktem Zusammenhang zwischen dem Rossmeer und dem Weddellmeer stehen. Aber die neue Tequit-Oktopus-Studie ist die erste mit hochauflösenden Daten und einer ausreichend großen Stichprobengröße, um zu verstehen, ob genetische Zusammenhänge durch den Zusammenbruch des Eisschildes oder die eher allmählichen Bewegungen der Kraken um den Rand des Eisschildes verursacht werden.
Liu sagte, der genetische Ansatz ihres Teams könne nicht genau sagen, wann die Eisdecke zusammengebrochen sei und wie lange das Ereignis gedauert habe. Mithilfe frischer Oktopusproben und fortschrittlicherer DNA-Analysetechniken könnten diese Fragen jedoch in Zukunft gelöst werden.
„Wir würden gerne weiterhin DNA als Stellvertreter nutzen, um andere Teile der Antarktis zu erkunden, in denen die Klimageschichte kaum verstanden wird“, sagte sie. „Wir sind ständig auf der Suche nach neuen Arten, um diese wissenschaftlichen Fragen zu prüfen.“
„Bahnbrechende“ Forschung###
In Kommentaren zur Studie nannten Andrea Dutton, Professorin am Department of Earth Sciences der University of Wisconsin-Madison, und Robert M. DeConto, Professor an der School of Earth and Sustainability der University of Massachusetts Amherst, die neue Studie „ Bahnbrechend“.
Sie stellen fest, dass zwar geologische Beweise darauf hindeuten, dass der Eisschild des westantarktischen Eisschildes während der letzten Warmzeit zusammengebrochen sein könnte, „die Ergebnisse jeder Studie jedoch mit Vorbehalten versehen sind“.
Die Beantwortung dieser drängenden Frage mit einem völlig anderen Datensatz „wirft einige interessante Fragen auf, einschließlich der Frage, ob sich diese Geschichte angesichts der aktuellen Temperaturentwicklung auf der Erde wiederholen wird“, fügten sie hinzu.
Douglas Crawford, Professor für Meeresbiologie und Ökologie an der University of Miami, der nicht an der Studie beteiligt war, sagte, die Verwendung der Oktopus-Genomik sei „eine innovative und aufregende Möglichkeit, wichtige Fragen zum historischen Klimawandel zu beantworten.“
„Dies war eine sorgfältige Studie mit angemessenen Stichprobengrößen und sorgfältiger Prüfung genetischer Marker“, fügte er hinzu.
„Es erfordert eine herausfordernde Annahme und verwendet einen völlig unabhängigen Datensatz, der (letztendlich) einen Zusammenbruch des WAIS unterstützt“, sagte er per E-Mail.
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The discovery of the octopus' genetic data reveals important information about the history of sea level rise. This information could help scientists predict future changes in sea levels around the world.
The sequencing of the octopus' DNA also provides insights into the geological history of the Antarctic region, as well as the history of the species itself. Understanding the genetic past of the octopus can provide valuable clues about how the environment has changed over time.
Source: edition.cnn.com
