Te špilje izolirani su svjetovi, kaže profesor Peter Trontelj, zoolog na Sveučilištu u Ljubljani u Sloveniji.
- Ako uđete nekoliko metara (ispod površine), ući ćete u novi svijet s potpuno drugačijim ekološkim uvjetima - objašnjava.
POGLEDAJTE VIDEO: čovječja ribica
Određene životinje mogu se prilagoditi na ta mračna staništa u kojima ne rastu biljke, a špilje bez svjetlosti poput ovih slovenskih prirodni su laboratoriji evolucijske biologije.
Trontelj predvodi projekt GENEVOLCAV u sklopu kojega se istražuje europska čovječja ribica. Ti rijetki špiljski vodozemci nalikuju malenim sablasnim plivajućim zmijama s četiri vretenaste noge i krokodilskom njuškom.
Davno prije, preci čovječje ribice živjeli su iznad razine tla, no nakon što su se našli u ovakvim špiljama dogodile su im se dramatične fizičke promjene koje su im omogućile snalaženje u novom okolišu. Čovječja ribica nije jedino stvorenje koje može evoluirati na takav način.
Tijekom povijesti evolucijski biolozi smatrali su da bismo mogli, kada bismo se vratili kroz vrijeme i ponovno prošli kroz faze evolucije, krenuti drugačijim evolucijskim putevima te da bi svijet i stvorenja koja žive u njemu izgledali potpuno drugačije. No špilje nam dokazuju da tomu nije tako. Prilagodbe životinja na okruženja siromašna svjetlošću i hranjivim tvarima poput podzemnih špilja 'obično su poprilično predvidive', kaže Trontelj. 'Sada znamo da će se one svaki put odvijati u istom smjeru.'
Trontelj i njegovi kolege dokazali su da to vrijedi za europske čovječje ribice, koje obitavaju u srednjoj i jugoistočnoj Europi. Projektom GENEVOLCAV izmijenjeno je naše znanje o tim rijetkim špiljskim vodozemcima. Ne radi se samo o jednoj vrsti kako se ranije mislilo, nego je otkriveno devet potencijalno različitih vrsta čovječje ribice, a svaka od njih neovisno je evolucijom razvila slične karakteristike u vječnoj vodenoj tami.
Unatoč tome što sve imaju jednaku blijedu kožu, slijepe oči i izdužene njuške, te su vrste potekle od različitih pojedinačnih predaka koji su se smjestili u tim tamnim špiljama.
- Sve se dogodilo neovisno, no više ili manje paralelno - kaže Trontelj.
Ronjenje u potrazi za DNK
U sklopu projekta nastojat će se složiti genom čovječje ribice, koji je otprilike 16 puta veći od ljudskog genoma te identificirati genetske promjene koje su čovječjim ribicama omogućile da se prilagode na svoj jedinstveni okoliš.
- (Fizičke) promjene iste su ili vrlo slične, no pitanje glasi: 'Uzrokuju li ih isti geni (i) jesu li to iste mutacije?' - pita se Trontelj.
Da bi odgovorili na ta pitanja, on i kolege zaranjaju u tamne podzemne rupe u špiljama, ponekad ulazeći u udubine duboke i 400 metara da bi mjerili čovječje ribice i uzimali briseve njihove kože radi prikupljanja DNK. Za istraživanje tih pitanja, koja bi mogla imati važne implikacije za medicinu, bit će im potrebne stotine uzoraka.
- Nekoliko je karakteristika (čovječjih ribica) koje su zanimljive iz šire perspektive. Ti mliječno-bijeli vodozemci mogu živjeti više stotina godina, 10 puta dulje od njihovih predaka s površine, a mogu preživjeti i godine gladovanja. U tami čovječje ribice izgube boju i oslijepe. Već je poznato da taj gubitak pigmenta i degeneraciju vida kod špiljskih riba može uzrokovati nekoliko različitih gena, od kojih su neki povezani - kaže Trontelj..
Osim toga, znanstvenici su povezali tu skupinu gena s 'nekim patološkim stanjima kod degeneracije oka i albinizmom kod ljudi'.
- Razumijevanje tih mehanizama koji se odvijaju na predvidiv način također nam može pomoći u razumijevanju nekih degenerativnih bolesti kod ljudi - kaže on.
No, čovječje ribice, koje sada mogu preživjeti samo u tim nišama, osjetljive su. „Te špilje i podzemne vode prilično su ugrožene, a ponekad im izrazito prijeti zagađenje. Ako ne opišemo novu vrstu, ako one nemaju imena, neće dobiti pozornost konzervatora kakvu bi dobila punopravna vrsta - objašnjava.
Isto vrijedi za kolutićavce, rakove, a ponekad čak i ribe koje nastanjuju tamne kutke Zemlje.
Podzemna baza podataka
Alejandro Martínez, voditelj projekta ANCAVE, radi na stvaranju baze podataka takvih stvorenja. Njegova baza podataka koja ima već više od 330.000 unosa izvlači sve reference na faunu podzemnih špilja objavljene u znanstvenoj literaturi na svim pisanim jezicima.
Naziva se bazom 'Stygofauna Mundi', pozivajući se na knjigu prirodoslovca Lazarea Botosaneanua, koji je bio pionir u proučavanju tih podzemnih stvorenja.
- Radimo na tome da sve te informacije učinimo javno dostupnima - kaže Martínez.
Otprilike 10 posto te baze podataka čine životinje koje posebice zanimaju Martíneza: one koje žive u obalnim vodonosnicima, također poznatima kao anhijalini okoliš. Te podzemne špilje posebne su zbog toga što je voda u njima slana, jer dolazi iz obližnjeg mora kroz podzemne prolaze i pukotine, a ujedno se u njih odozgo slijeva i slatka voda. Takva okruženja postoje diljem svijeta, uključujući i Kanarske otoke na kojima je odrastao Martínez.
A životinje u njima jedinstvene su.
- Mnoge od tih životinja možemo pronaći isključivo u tom tipu staništa i nigdje drugdje. Izgledaju 'čudno' i na neki način 'primitivno', Nalikuju nečemu što nam je poznato iz zbirki fosila, no što je sada izumrlo - kaže Martínez.
Drugi imaju zajedničke pretke sa životinjama iz oceana, no njihova izdvojenost u špiljama znači da se oni ne mogu međusobno razmnožavati, a to znanstvenicima omogućuje da usporede stanovnike špilja s njihovim rođacima koji žive na otvorenome.
- Neki su slični drugim životinjama koje danas možemo pronaći u dubinama oceana. Genetski su bliski, no morfološki (fizički) značajno se razlikuju… Uspoređujući te vrste diljem svijeta možemo pokušati bolje razumjeti kako životinje mijenjaju oblik da bi se prilagodile novom okolišu - dodaje.
I sam je dodavao vrste u bazu podataka te u sklopu projekta ANCAVE uzorkovao otprilike 50 špilja u Sredozemlju, na Karibima te u nekoliko arhipelaga u Atlantskom oceanu. Mjerio je relativnu zastupljenost životinja u tim špiljama, neke od njih je i uhvatio, a potom ih morfološki i genetički opisao.
Špilje tame
Međutim, baza podataka samo je prvi korak.
- Uočavaju se općenite karakteristike koje se pojavljuju u svim tim nasljednim linijama. Možemo se riješiti tih zbunjujućih efekata filogenije (načina na koji evoluira pojedina vrsta ili skupina) i razumjeti morfološke promjene - kaže Martinez.
Dokumentirajući širinu bioraznolikosti u podzemnim špiljama tame znanstvenici mogu baciti svjetlo na prirodu evolucije i na to kako se životinje mijenjaju.
No, Martinez također prihvaća činjenicu da će baza podataka i istraživanje podzemnog svijeta samo uzrokovati još više pitanja. Zapravo, zbog toga se on neprestano vraća tim mračnim vodenim špiljama.
Istraživanja u ovom članku financira EU. Ovaj je članak izvorno objavljen u časopisu Horizon, časopisu za istraživanje i inovacije EU-a.