Niewidoczne życie pod australijską ziemią. Naukowcy odkryli wyjątkowe ekosystemy podziemnych wód gruntowych
Image
Podczas gdy większość życia na Ziemi zależy od światła słonecznego i fotosyntezy, w głębinach australijskich akwiferów prosperują fascynujące społeczności organizmów, które od milionów lat ewoluowały w całkowitej ciemności. Naukowcy z CSIRO (Australijska Narodowa Agencja Naukowa) przeprowadzili przełomowe badanie mieszkańców podziemi w północnej Australii, po raz pierwszy szczegółowo analizując strigofaunę — wyjątkowe zwierzęta przystosowane do życia w ciemnych i ubogich w składniki odżywcze wodach gruntowych.
Strigofauna to wodne zwierzęta żyjące w systemach wód gruntowych, akwiferach, jaskiniach podziemnych i niektórych wodach powierzchniowych. Nazwa pochodzi od greckiego słowa "stygo", które w mitologii greckiej odnosiło się do rzeki Styks stanowiącej granicę między światem żywych a podziemiem. Te mikroskopijne i małe organizmy, głównie o rozmiarach od 0,3 do 10 milimetrów, stanowią kluczowy element ekosystemów podziemnych i są wskaźnikami zdrowia ekosystemów wód gruntowych.
Mieszkańcy podziemi w północnej Australii, w których dominują małe skorupiaki, zwłaszcza krewetki z rodzaju Parisia, żyją w krasowych wnękach w obrębie Kambryjskiego Akwiferu Wapiennego. Ten potężny akwifer, o grubości od 50 do 400 metrów i pokrywający obszar 570 tysięcy kilometrów kwadratowych, stanowi dom dla unikalnych społeczności organizmów przystosowanych do życia w ekstremalnych warunkach.
W tych podziemnych habitatach nie ma światła słonecznego, które na powierzchni umożliwia roślinom produkcję pokarmu dla zwierząt. Zamiast tego specjalne bakterie zwane chemolitoautotrofami utrzymują łańcuch pokarmowy, pobierając energię z reakcji chemicznych z minerałami. Te mikroorganizmy wykorzystują związki nieorganiczne takie jak skały do pozyskiwania energii poprzez utlenianie substancji mineralnych. Mechanizm ten rekompensuje brak światła i życia roślinnego w głębinach wód gruntowych, umożliwiając funkcjonowanie złożonych ekosystemów w pozornie niemożliwych warunkach.
Naukowcy z CSIRO pobrali próbki z ponad 50 otworów wiertniczych na obszarze setek kilometrów kwadratowych Podoceanu Beetaloo, wykorzystując nowatorskie metody badawcze. Zastosowali analizę DNA środowiskowego i monitoring wideo, aby określić bioróżnorodność i rozmieszczenie strigofauny. Organizmy wykrywano poprzez DNA środowiskowe wyekstrahowane z próbek wód gruntowych, a także zbierano je w sieci i nagrywano na wideo podczas pływania w otworach wiertniczych i przecinanych przez nie wnękach wapiennych.
Odkrycia badaczy są fascynujące. Wszystkie zbadane społeczności strigofauny Beetaloo były zdominowane przez skorupiaki — krewetki, obunogi, ostrakody, widłonogi i synkaridy. Największym znalezionym zwierzęciem była krewetka Parisia unguis o długości do 20 milimetrów, prawdopodobnie będąca głównym drapieżnikiem w tych społecznościach. Obecność drapieżnika wskazuje na złożony łańcuch pokarmowy w społecznościach strigofauny Beetaloo.
Szczególnie interesujące jest to, że fauna z Beetaloo wykazuje małe podobieństwo do strigofauny zarejestrowanej w bardziej szczegółowo zbadanych akwiferach Australii Zachodniej, co sugeruje obecność nowych rodzajów i gatunków skorupiaków. Obecność tych samych gatunków strigofauny w szeroko oddzielonych miejscach w obrębie Kambryjskiego Akwiferu Wapiennego może wskazywać na wysoką łączność w obrębie akwiferu, co ma istotne implikacje dla zarządzania zasobami wodnymi.
Badania wykazały, że jakość wody, ilość składników odżywczych i geologia wpływają na gatunki i liczebność strigofauny. Społeczności mikrobiologiczne różnią się między otworami, pod wpływem czasu pobierania próbek, przepływów wód gruntowych, łączności akwiferu i właściwości geochemicznych. Te mikroby mogą być ważne dla utrzymania strigofauny w ekosystemach ubogich w składniki odżywcze i węgiel.
Jednak ekosystemy podziemne okazały się być bardzo wrażliwe na działalność człowieka. Społeczności strigofauny są podatne na różnorodne działania człowieka, z których wiele może mieć znaczące i długotrwałe skutki dla ich habitatu. Działania takie jak obniżanie poziomu wód gruntowych, wprowadzanie składników odżywczych lub pestycydów oraz powodowanie zanieczyszczenia chemicznego mogą zakłócić delikatną równowagę ekosystemów podziemnych. Takie zakłócenia mogą zmienić fizyczne charakterystyki tych habitatów, w tym zmiany jakości wody i profilu składników odżywczych, co z kolei może wpłynąć na społeczności mikrobiologiczne, na których opiera się strigofauna.
Dr Paul McInerney, starszy naukowiec z CSIRO, podkreśla znaczenie tych odkryć: "Strigofauna to niewidoczny, ale ważny element ekosystemów podziemnych, który odpowiada za czystość i zdrowie wód gruntowych. To fascynujące stworzenia specjalnie przystosowane do życia w podziemnych habitatach wodnych. Często mieszkając w ciemności, wiele z nich utraciło oczy i rozwinęło szereg unikalnych cech, aby prosperować w tych trudnych środowiskach, które często charakteryzują się niskim poziomem składników odżywczych i tlenu."
Strigofauna ma niezwykle wolny metabolizm i długie cykle życiowe, co pozwala im przetrwać w środowiskach o ograniczonej podaży pokarmu i niskim poziomie tlenu. Niektóre gatunki mogą żyć znacznie dłużej niż ich powierzchniowe odpowiedniki. Te organizmy odgrywają kluczową rolę w ekologii systemów podziemnych, włączając w to cyklowanie składników odżywczych, i są ważnymi wskaźnikami zdrowia ekosystemów wód gruntowych.
Badania CSIRO zostały przeprowadzone w ramach Gas Industry Social and Environmental Research Alliance (GISERA) i stanowią odpowiedź na rekomendacje z Końcowego Raportu Naukowego Dochodzenia w sprawie Szczelinowania Hydraulicznego w Terytorium Północnym. Projekt miał na celu zdefiniowanie czynników środowiskowych wpływających na rozmieszczenie strigofauny, zrozumienie ekologii społeczności strigofaunalnych oraz dostarczenie danych bazowych pomagających określić przyszłe potencjalne skutki działalności przemysłowej w regionie.
Naukowcy wzywają do dalszych badań tych społeczności, aby chronić wyjątkowe podziemne ekosystemy i zapewnić zrównoważone wykorzystanie zasobów wodnych północnej Australii. Szczególnie istotne jest zrozumienie wpływu zmian klimatu, urbanizacji i działalności przemysłowej na te delikatne systemy. Zmiana poziomu wód gruntowych, zanieczyszczenia i substancje chemiczne mogą zaburzyć równowagę i doprowadzić do spadku bioróżnorodności, co wpłynie na jakość zasobów wodnych regionu.
Te badania otwierają nowe możliwości dla zrozumienia ewolucji życia na Ziemi, biogeografii i zmian klimatycznych w Australii od późnego paleozoiku do czasów obecnych. Strigofauna i pokrewna jej troglofauna, które datują się sprzed rozpadu Gondwany, dostarczają informacji o długoterminowych zmianach środowiskowych i procesach ewolucyjnych zachodzących przez miliony lat w izolacji podziemnej.
Odkrycie to ma również praktyczne implikacje dla zarządzania zasobami wodnymi i planowania rozwoju. Ponieważ społeczności strigofauny są uważane za ważny zasób bioróżnorodności oraz dostawców usług ekosystemowych, ich ochrona staje się kluczowa dla utrzymania zdrowia akwiferów i jakości wód gruntowych. W miarę jak Australia staje przed wyzwaniami związanymi z rosnącym zapotrzebowaniem na wodę i potencjalnym rozwojem przemysłu gazowego, zrozumienie i ochrona tych niewidocznych ekosystemów staje się coraz bardziej istotna.
Praca zespołu CSIRO została uhonorowana nagrodą Research in Natural Resource Management Award w 2021 roku, co podkreśla znaczenie tego badania dla zrównoważonego zarządzania zasobami naturalnymi Terytorium Północnego. Badania te stanowią doskonały przykład współpracy między różnorodnymi obszarami badań naukowych, które pomogły wypełnić ważną lukę wiedzy o ekosystemach zależnych od wód gruntowych w Terytorium Północnym.
Źródła:
https://www.csiro.au/en/news/all/articles/2025/june/stygofauna
https://gisera.csiro.au/award-for-csiros-stygofauna-research/
https://en.wikipedia.org/wiki/Stygofauna
- Dodaj komentarz
- 389 odsłon
