/nginx/o/2022/04/24/14505962t1h733f.jpg)
/nginx/o/2024/02/10/15880118t1ha367.png)
Kui jalutada kuskil mererannas, siis tõenäoliselt näed kividel, meremüüridel ja ajupuidul kasvamas värvikaid elulaike. Need on samblikud ehk seente ja vetikate vastastikused partnerlussuhted. Suurbritannias võib näha ka erksavärvilist oranži samblikku ja kollakat korpsamblikku ning paljusid teisi huvitavaid liike.
Samblikud on maismaal elavad organismid ja valdav enamus neist kasvab sisemaa kividel, puutüvedel, lehtedel ja pinnasel. Kuid rannikuäärsetel aladel kasvavad samblikud ei ole sinna juhuslikult maismaalt jõudnud. Nad on merega kohanenud liigid, mida leidub ainult kaldal või veele väga lähedal.
«Igast mereökosüsteemist, mida me vaatleme, leiame me seeni,» ütles Ühendkuningriigis asuva Plymouthi ülikooli meremikrobioloogia professor Michael Cunliffe.
Alles hiljuti arvati veel, et samblikud on lihtsalt seente kuningriigis asuvad võõrad liigid. Nüüd on leitud tõendeid, mis selgitavad sambliku olemasolu vee lähedal.
Mereseente uurimine kasvab praegu, kuigi nende täpne roll ja tähtsus mere ökosüsteemides on endiselt saladus. Sellegipoolest on teadlastel suured lootused, et mereseened aitavad meid päästa kahest 21. sajandi suurest nuhtlusest: antibiootikumiresistentsusest ja plastireostusest.
Mereseente olemasolust teame me juba aastaid. Varaseimad kirjeldused avaldati 19. sajandi keskel ja 20. sajandi alguses, kuid peavoolu mükoloogid ignoreerisid neid suuresti. Avastatud liigid olid enamasti kaldalähedased merevetika juurte ja ajupuidu asukad – nišš, mis tundus nii omapärane olevat, et ei vajanud erilist tähelepanu. Samuti arvati, et mereseened on nö maismaa pagulased, mis olid mingil moel merevees ellu ärganud.
1944. aastal tõestas aga tunnustatud paleontoloog Elso Barghoorn vastupidist. Barghoorn ütles, et mõned maismaa- ja mageveeseened võivad kasvada ja paljuneda ka merevees, kuid suurem osa on kohustuslikud mereliigid, mis tähendab, et nad saavad elada ja paljuneda ainult selles keskkonnas. Siiski ei ergutanud sellised avastused mükoloogia teadlasi.
Huvi suurenes 1979. aastal, kui Põhja-Carolina ülikooli professorid Jan ja Erika Kohlmeyer avaldasid raamatu nimega Marine Mycology. Nad korjasid koos Brigitte Volkmann-Kohlmeyeriga mitu aastat erinevatelt maailma randadelt ajupuitu ja õrritasid nendest õrnalt seeni välja. Kokku kogusid nad 25 000 isendit, sealhulgas 149 uut liiki mereseeni, mis on nüüd New Yorgi botaanikaaia arhiivis hoiul. «See on üks ütlemata ilus ja peen töö,» ütles Cunliffe. Sellegipoolest jäi mereseente uurimine tahaplaanile.
Seejärel leiutati molekulaarne analüüs, mis aitas teha uusi avastusi. Kohlmeyerid olid tuginenud vanakooli meetodile, mille käigus koguti seeni põllult ja kasvatati Petri tassides. See toimib teatud piirini, kuid paljusid seenerühmi ei saa kultiveerida, eriti neid, mis moodustavad teiste organismidega vastastikused või parasiitsuhted. Molekulaarsed tehnikad on palju ulatuslikumad. Näiteks üks põhiline lähenemisviis, mida nimetatakse keskkonna DNA (eDNA) analüüsiks, võimaldab teadlastel tuvastada kõik liigid konkreetses kohas nende erinevate geneetiliste järjestuste põhjal. See tugineb sageli DNAle, mis eritub keskkonda, näiteks vette, nii et tegelikult ei pea organisme ise koguma. Viimase 20 aasta jooksul on erinevate DNA meetodite abil avastatud veel ligi 2000 mereseene liiki. «Molekulaarsete tööriistade rakendamine on olnud revolutsioon, » ütles Cunliffe.
Elu ookeanilainetel
Selline DNA proovide võtmine on näidanud, et kõiki seitset peamist seente rühma leidub kõikjal meres, ja seda suurtes kogustes. «Neid leidub igas mereelupaigas, kuhu teadlased on viitsinud vaadata: hüdrotermilistest avadest, maa-alustest süvamere setetest ja Arktika jääst kuni pinnavete, soolade ja liivarandadeni mõõna ajal,» ütles Põhja-Carolina ülikooli professor Amy Gladfelter. Hilisemad uuringud on samuti näidanud, et seeni leidub ohtralt avaookeanis, veesamba tipust põhjani. Peaaegu kõik meile teadaolevad mereseened on mikroskoopilised. Värskeim hinnang nende arvukuse kohta järeldas, et mere biomassi 6 miljardist tonnist süsinikust on umbes 5 protsenti seened. Ülejäänud suurem osa on mitmerakuliste loomade sees, mis tähendab, et seened on ookeanis elava planktoni põhikomponent. Millega see bioloogiline tumeaine siis õigupoolest tegeleb?
Üks võimalus on see, et suurem osa sellest on puhas detriit. Lõppude lõpuks toodavad maismaal asuvad seened tohutul hulgal eoseid, mis levivad õhku ja magevette ning osa satub paratamatult ookeani. Kohlmeyerite ja nende eelkäijate avastatud liigid olid päris mereseened. Kuid see ei pruugi olla nii seente puhul, mis molekulaarsete tehnikate abil avastati. «Suurem osa mereseentest – kindlasti ka avavees – on tihedalt seotud liikidega, mida leiame merevälistes ökosüsteemides,» ütles Cunliffe. Samuti pole selge, kas nad on elus, sest eDNA analüüs ei erine surnud või uinunud organismide ja elavate organismide vahel.
Seega kasutasid Cunliffe ja tema meeskond probleemi lahendamiseks rafineeritumat tehnikat, mida nimetatakse mRNA analüüsiks. RNA on vaheühend DNA ja valkude vahel, nii et kui seente RNA leitakse, peab see pärinema organismidest, mis on metaboolselt aktiivsed ja seega elus. Uuring annab selle kohta häid tõendeid. See muudaks uuringus olevad seened vähemalt «fakultatiivseteks» mereseenteks, mis tähendab, et nad suudavad merevees ellu jääda ja võib-olla paljuneda.
Sellest hoolimata näitab uuring uskumatut vastupidavust ja kohanemisvõimet, sest merevees elamine esitab kaks tõsist väljakutset: soolsus ja rõhk. Tundub, et seened suudavad nendele probleemidele osaliselt vastu panna, kuna neil on äärmiselt paksud ja vastupidavad rakuseinad, mis kaitsevad neid karmi väliskeskkonna eest. Samuti on nad võimelised kohandama neid rakuseinu peaaegu igale väljakutsele. Cunliffe ja tema meeskond on katsetanud mereseentega ja leidnud, et nad suudavad toime tulla radikaalsete rõhu ja soolsuse muutustega, reageerides mõne minutiga ning muutes oma rakuseinte kuju ja koostist. Seened on ka metaboolselt paindlikud ja suudavad ammutada energiat peaaegu kõigest. Jällegi muutuvad nad kiiresti, vahetades metaboolset käiku, et tulla toime ootamatult merevette sattumisega. «Tundub, et maismaal elavad seened suudavad merekeskkonnaga kergesti kohaneda,» ütles Saksamaal asuva Kieli ülikooli professor Frank Kempken.
Üleminek maismaalt merre, mida nimetatakse «soolabarjääri ületamiseks», on bioloogilises mõttes väga keeruline. Kõigist keerukatest organismidest on seened selle hüppe sooritamisel kõige osavamad. Hiljutine analüüs näitas, et elusolendid on evolutsiooni jooksul ületanud selle soolabarjääri vähemalt 350 korda. Seened on selles aga meistrid, ületades seda barjääri oma evolutsiooniajaloo jooksul vähemalt 39 korda. Tõepoolest, nad arenesid ja mitmekesistusid algselt ookeanis. Nende teekond algas molekulaarse kella hinnangute kohaselt umbes miljard aastat tagasi ning nad koloniseerisid maa ja magevee umbes 600 miljonit aastat tagasi. Seal nad mitmekesistusid taas, tekitades umbes 3 miljonit liiki.
Millest küll tänapäeva mereseened täpselt elatuvad? Seened sekreteerivad ensüüme, et seedida makromolekule väljaspool oma rakke ja seejärel transpordivad nad väiksemad osakesed enda sisse. See oleks mõttekas, kui nad elaksid mullas või lehtedes, kuid vees on raskem kogu seda protsessi korraldada. See oli üks põhjus, miks nende olemasolu avaookeanis tundus Kempkeni jaoks pikka aega ebausutav. Hiljutised uuringud näitavad, et seened on sellest probleemist üle saanud – nad söövad nüüd «merelund». Merelumi on väike orgaanilise aine osake, mis vajub veepinnalt aeglaselt sügavusse, mis kokku kleepudes muutuvad helvesteks ja seejärel klimpideks.
Veel üks avastus, mida veel ei avaldata, on see, et paljud merevetikaliigid toituvad sümbiootilistest seentest, moodustades omamoodi «tagurpidi sambliku», kus vetikad on domineerivad, kuid seened pakuvad elutähtsaid teenuseid. Näib, et enamik mereseentest on sümbiondid või parasiidid.
Aga mida nad seal siis teevad?
See, kas nad kõik paljunevad, pole siiski selge. Kuid isegi kui nad seda ei tee, näivad rändseened mängivat mere ökosüsteemides olulist rolli. Maismaal teevad nende toitumisharjumused neist peamised orgaanilise aine ümbertöötlejad, kes eraldavad surnud taimedest ja loomadest ühendeid ning süstivad need tagasi süsteemi. Võib-olla toimub samasugune asi ka meres?
«Oleme esitanud tõendeid selle kohta, et nad on potentsiaalselt seotud ülemaailmselt olulistes protsessides, nagu bioloogiline süsinikupump, kus pinnaveest pärit orgaaniline süsinik liigub sügavasse ookeani,» ütles Cunliffe. Teisisõnu aitavad mereseened vähendada süsiniku hulka atmosfääris ja seega piiravad globaalset soojenemist.
Viini ülikooli professor Eva Breyeri sõnul näib, et mereseentel on roll mitmes biogeokeemilises tsüklis, sealhulgas süsivesikuid, aminohappeid ja lipiide hõlmavates tsüklites. Selle tähtsus ülemaailmse toitainete ringluse seisukohalt on endiselt lahtine küsimus. See on üks paljudest saladustest, mis siiani mereseente ümber on.
Mükolooge vaevab veel üks suur küsimus: kas mereseentest võib meile kasu olla? Maismaaseened on ajalooliselt olnud antimikroobsete ühendite viljakas allikas – mõelge Alexander Flemingile ja penitsilliinile – ning mereseened võivad anda meile järgmise põlvkonna. «Nad eritavad kõiki neid eri tüüpi metaboliite, et proovida konkurente maha lüüa,» ütles Cunliffe. «Oleme teinud eeltööd, et kasutada neid bakterite vastu, mis võivad inimesi nakatada, ja mõned neist tunduvad olevat päris head.»
Mereseened võivad olla ka vastus meie kaasaegse maailma teisele nuhtlusele: reostusele. Seen õitseb seal, kus on toimunud õlireostus ja süsivesinike lagundamisel kiirendavad need puhtust. Seeni on leitud ka ookeanide tohutust plastjäätmete kogumist, mis on saanud nimeks Suur Vaikse ookeani prügila (ing k Great Pacific Garbage Patch), ning nende ainevahetuse paindlikkust arvestades arvatakse, et nad suudavad seda materjali seedida. Kui nad seda tõesti suudavad, siis võiksid mereseened olla ookeanis ujuvate jäätmete vabanemisel hindamatuks abiks.
Algselt populaarteaduslikus ajakirjas New Scientist ilmunud artikkel ilmub Postimehes väljaande loal. Inglise keelest tõlkis Annika Helena Siimon.