Πώς επιβιώνει η ζωή κάτω από το πιο ξηρό έδαφος της ερήμου της Γης
Στην έρημο Ατακάμα στη Χιλή, υπάρχει ένας πυκνά διασκορπισμένος θάμνος 3.000 ετών που ονομάζεται llareta. Μοιάζει με βρύα που καλύπτει βράχους, αλλά στην πραγματικότητα είναι μια συστάδα από κλαδιά και φύλλα που είναι τόσο σκληρή που μπορείς να σταθείς πάνω της.
Οι περισσότερες έρημοι φαίνονται άψυχες με την πρώτη ματιά. Ο ξηρός αέρας, το σκασμένο έδαφος και το έντονο ηλιακό φως αφήνουν λίγο χώρο για φυτά ή ζώα.
Η έρημος Ατακάμα της Χιλής συγκαταλέγεται στις πιο σκληρές περιοχές της Γης. Η βροχή σχεδόν ποτέ δεν πέφτει, το αλάτι συσσωρεύεται στο έδαφος και οι μεταβολές της θερμοκρασίας παραμένουν ακραίες.
Ωστόσο, η έρευνα δείχνει πλέον ότι τα ζωντανά συστήματα συνεχίζουν να επιβιώνουν κάτω από το έδαφος. Το έδαφος στην Ατακάμα υποστηρίζει πολύπλοκες κοινότητες που προσαρμόζονται στη μακροχρόνια ξηρασία.
Μια διεθνής ερευνητική ομάδα με επικεφαλής επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο της Κολωνίας μελέτησε μικροσκοπικά ζώα του εδάφους που ονομάζονται νηματώδη.
Γιατί η ζωή στο έδαφος έχει σημασία στις ερήμους
Το έδαφος υποστηρίζει οικοσυστήματα σε όλη τη Γη. Ο κύκλος των θρεπτικών συστατικών, η αποθήκευση άνθρακα και ένα ισορροπημένο τροφικό πλέγμα εξαρτώνται από τους οργανισμούς που ζουν κάτω από το έδαφος.
Πολλές μελέτες επικεντρώνονται σε μικρόβια, ωστόσο τα πολυκύτταρα ζώα διαμορφώνουν επίσης την υγεία του εδάφους.
Οι νηματώδεις παίζουν σημαντικό ρόλο τρεφόμενοι με βακτήρια, μύκητες και άλλους οργανισμούς. Οι αλλαγές στον πληθυσμό των νηματωδών συχνά σηματοδοτούν αλλαγές στην κατάσταση του εδάφους.
Ο Δρ. Philipp Schiffer σημείωσε ότι τα εδάφη είναι σημαντικά για την απόδοση ενός οικοσυστήματος, για παράδειγμα για την αποθήκευση άνθρακα και την παροχή θρεπτικών συστατικών.
«Γι' αυτό είναι τόσο σημαντική η κατανόηση των οργανισμών, δηλαδή όχι των μικροβίων, αλλά των πολυκύτταρων ζώων, που ζουν εκεί. Τα δεδομένα για τα εδάφη σε ακραία οικοσυστήματα όπως η έρημος Ατακάμα είναι ακόμη ελάχιστα.»
Μοναδικές συνθήκες σε ερημικούς βιότοπους
Η επιτόπια έρευνα επικεντρώθηκε σε 6 περιοχές σε όλη την Ατακάμα. Κάθε περιοχή παρουσίαζε μοναδικές περιβαλλοντικές συνθήκες.
Οι ορεινές περιοχές έλαβαν ελαφρώς περισσότερη υγρασία και υποστήριξαν την ανάπτυξη των φυτών. Οι οάσεις ομίχλης συνέλεξαν νερό από την παράκτια ομίχλη.
Οι αλμυρές εκτάσεις περιείχαν υψηλά επίπεδα αλατιού και μετάλλων. Οι αμμόλοφοι και οι κοιλάδες των ποταμών πρόσθεσαν περαιτέρω ποικιλομορφία.
Συλλέχθηκαν δείγματα εδάφους από αμμόλοφους, όχθες λιμνών, πλαγιές βουνών και κοιλάδες.
Οι επιστήμονες εξέτασαν την ποικιλομορφία των νηματωδών σε πολλαπλά επίπεδα, συμπεριλαμβανομένης της γενετικής ποικιλομορφίας, του πλούτου των ειδών, της διατροφικής συμπεριφοράς και της στρατηγικής αναπαραγωγής.
Το κλίμα διαμορφώνει την ποικιλομορφία
Τα αποτελέσματα αποκάλυψαν σαφείς συνδέσεις μεταξύ του κλίματος και της ποικιλομορφίας των νηματωδών. Οι περιοχές με υψηλότερες βροχοπτώσεις υποστήριζαν περισσότερα γένη νηματωδών.
Η διαθεσιμότητα νερού βοήθησε στη διατήρηση της ενεργού κίνησης, της σίτισης και της αναπαραγωγής. Η υγρασία του εδάφους αύξησε επίσης την ανάπτυξη βακτηρίων, παρέχοντας περισσότερη τροφή.
Η διακύμανση της θερμοκρασίας διαμόρφωσε επίσης τη βιοποικιλότητα. Περιοχές με ευρύτερα εποχιακά εύρη θερμοκρασίας υποστήριζαν διαφορετικές ομάδες νηματωδών.
Η κλιματική ετερογένεια δημιούργησε μικρής κλίμακας εσοχές που επέτρεψαν σε πολλά είδη να συνυπάρχουν ακόμη και υπό σκληρές συνθήκες .
Το γεωγραφικό πλάτος επηρέασε επίσης την ποικιλομορφία. Οι βόρειες και οι νότιες περιοχές εμφάνισαν διαφορετικά μοτίβα ειδών, που ταιριάζουν με τις παγκόσμιες τάσεις όπου η βιοποικιλότητα μεταβάλλεται με τη γεωγραφική θέση.
Επιβίωση χωρίς ζευγάρωμα
Ένα σημαντικό εύρημα αφορούσε την αναπαραγωγή. Οι νηματώδεις αναπαράγονται είτε σεξουαλικά είτε αγενώς.
Η σεξουαλική αναπαραγωγή απαιτεί ζευγάρωμα. Η ασεξουαλική αναπαραγωγή επιτρέπει την αναπαραγωγή από ένα μόνο άτομο.
Οι περιοχές με μεγάλο υψόμετρο περιείχαν περισσότερους ασεξουαλικούς νηματώδεις. Το υψόμετρο αναδείχθηκε ως ο ισχυρότερος προγνωστικός παράγοντας του τρόπου αναπαραγωγής.
Η ασεξουαλική αναπαραγωγή προσφέρει πλεονεκτήματα υπό ακραίο στρες, όπου η εύρεση συντρόφου γίνεται δύσκολη.
Τέτοια μοτίβα υποστηρίζουν μια θεωρία που ονομάζεται γεωγραφική παρθενογένεση, η οποία προβλέπει υψηλότερα ποσοστά ασεξουαλικής αναπαραγωγής σε σκληρά ή απομονωμένα περιβάλλοντα.
Εργαστηριακά πειράματα επιβεβαίωσαν ότι τα ασεξουαλικά στελέχη αναπαράχθηκαν με επιτυχία χωρίς αρσενικά, ενώ τα σεξουαλικά στελέχη απέτυχαν υπό παρόμοιες συνθήκες.
Συνθήκες ερήμου και τροφικά πλέγματα εδάφους
Οι ερευνητές μελέτησαν επίσης τους τύπους διατροφής. Πολλά νηματώδη κατανάλωναν βακτήρια ή λειτουργούσαν ως παμφάγα. Οι ομάδες διατροφής των αρπακτικών και των φυτών εμφανίζονταν λιγότερο συχνά.
Ορισμένες περιοχές εμφάνισαν απλοποιημένα τροφικά πλέγματα που κυριαρχούνταν από είδη ανθεκτικά στο στρες . Τα απλοποιημένα συστήματα αντιστέκονται ελάχιστα στην αλλαγή και αντιμετωπίζουν υψηλότερο κίνδυνο από διαταραχές.
Οι υγροτόποι με αλμυρές εκτάσεις και οι οάσεις ομίχλης έδειξαν σημάδια σταθερών οικοσυστημάτων με την παρουσία ευαίσθητων ειδών.
Άλλες περιοχές κυριαρχούνταν από ταχέως αναπτυσσόμενα είδη αποικιστών, κάτι που συχνά συνδέεται με περιβαλλοντικό στρες ή διαταραχές.
Επιπτώσεις για ένα μεταβαλλόμενο κλίμα
Οι ξηρές περιοχές καλύπτουν σχεδόν το 40% της επιφάνειας της Γης. Η κλιματική αλλαγή συνεχίζει να αυξάνει την παγκόσμια ξηρασία. Τα ευρήματα από την Ατακάμα προσφέρουν πληροφορίες για τις μελλοντικές αντιδράσεις των οικοσυστημάτων.
«Λόγω της αυξανόμενης παγκόσμιας ξηρασίας, η οποία επηρεάζει όλο και περισσότερες περιοχές παγκοσμίως, αυτά τα αποτελέσματα αποκτούν ολοένα και μεγαλύτερη σημασία», δήλωσε ο Δρ. Schiffer.
«Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο οι οργανισμοί προσαρμόζονται σε ακραία περιβάλλοντα και ποιες περιβαλλοντικές παράμετροι προκαλούν την εξάπλωσή τους μπορεί να βοηθήσει στη βελτίωση της εκτίμησης των οικολογικών συνεπειών της κλιματικής αλλαγής».
Η εδαφική ζωή στην Ατακάμα αποδεικνύει ότι η ανθεκτικότητα υπάρχει ακόμη και υπό αυστηρά όρια. Η μελέτη των υπόγειων οικοσυστημάτων βοηθά τους επιστήμονες να προβλέψουν πώς μπορεί να αντιδράσει η βιοποικιλότητα καθώς η Γη γίνεται θερμότερη και ξηρότερη.
Η μελέτη δημοσιεύεται στο περιοδικό Nature Communications .
Γεωδίφης με πληροφορίες από Earth.com
περισσότερα,
Geographic distribution of nematodes in the Atacama is associated with elevation, climate gradients and parthenogenesis- Laura Villegas, Laura C. Pettrich, Esteban Acevedo-Trejos, Arunee Suwanngam, Nadim Wassey, Miguel L. Allende, Alexandra Stoll, Oleksandr Holovachov, Ann-Marie Waldvogel & Philipp H. Schiffer
https://www.nature.com/articles/s41467-025-67117-5
https://www.earth.com/news/how-life-survives-beneath-earths-driest-desert-soil/#google_vignette