Ενώ εμείς απολαμβάνουμε τη θάλασσα, κάποιοι τη βάζουν στο «μικροσκόπιο»

Κατερίνα Μυλωνά
Κατερίνα Μυλωνά

Το δίκτυο ΕΜΟ ΒΟΝ ξεκίνησε ένα πρόγραμμα μακρόχρονης πολυεπίπεδης παρακολούθησης της θαλάσσιας βιοποικιλότητας

 Της Κατερίνας Μυλωνά

Η καθημερινή αντίληψή μας για τη θάλασσα στη Μεσόγειο, είναι αυτή μιας γαλάζιας ήρεμης ή κυματώδους επιφάνειας με διάφανα νερά. Μιας θάλασσας, για την οποία οι ψαράδες παραπονούνται πως αλιεύουν όλο και λιγότερα ψάρια και που τα μηνύματα που λαμβάνουμε για τη βιοποικιλότητα της και τα οικοσυστήματα που φιλοξενεί δεν γίνονται πιο αισιόδοξα με το χρόνο.

Δε γνωρίζουμε ακόμα καλά τι συμβαίνει εντός της, δηλαδή πόσοι και ποιοι οργανισμοί ζουν, πώς δρουν και αλληλεπιδρούν, ποια η σημασία τους, πως καθορίζουν το κλίμα του πλανήτη και πιο σημαντικά τη δυνατότητα και ποιότητα ζωής στη γη. Είναι επίσης αλήθεια πως δεν έχει χρηματοδοτηθεί ποτέ μακρόχρονη, συστηματική, διεθνώς συντονισμένη παρακολούθηση της θαλάσσιας βιοποικιλότητας, καθώς δεν υπήρχαν ούτε οι κατάλληλες τεχνολογίες, μα ούτε η προτεραιότητα και οι κατάλληλες πολιτικές μέχρι σήμερα. Δε γνωρίζουμε επομένως τι ακριβώς συμβαίνει, ούτε ποιοι μηχανισμοί είναι στη βάση της ισορροπίας και των αλλαγών. Έτσι, παρόλο που βλέπουμε πως ο ρυθμός αλλαγών αυξάνεται, δεν είμαστε ακόμα σε θέση να μπορούμε να κάνουμε αποτελεσματικές προβλέψεις, ώστε να ρυθμίσουμε τις πολιτικές και τη δράση μας.

Τα τελευταία χρόνια, έχουν αναπτυχθεί τεχνολογίες και πληροφοριακά συστήματα που επιτρέπουν να προσεγγίσουμε πολύ καλύτερα το τι συμβαίνει.  Η εντυπωσιακή πρόοδος στην τεχνολογία αποκωδικοποίησης του DNA, και συναφών ωμικών, χημικών, και οπτικών τεχνολογιών, καθώς και η ανάπτυξη υπερυπολογιστών και μεθόδων ανάλυσης, αποτελούν βάθρο για την ανάπτυξη μιας διεπιστημονικότητας, αναγκαίας για την κατανόηση των σύνθετων αυτών φαινομένων. Μια τέτοια ολιστική προσέγγιση επιτρέπει τη σύνθεση διαφορετικών δεδομένων μεγάλου όγκου, την προσέγγιση ερωτημάτων και τη φαινομενική παραγωγή γνώσης σε κλίμακα και βάθος χωρίς προηγούμενο. Προκειμένου, όμως, να επιτύχουμε το ζητούμενο αποτέλεσμα, απαιτείται τεράστια αλλαγή στην ερευνητική κουλτούρα προς την κατεύθυνση της συνεννόησης, καθώς και ευρείες μεθοδικές συνεργασίες ερευνητικών ιδρυμάτων και ομάδων, που να λειτουργούν ως ένα σύνολο. Αντίστοιχες ενωτικές αλλαγές θα πρέπει να εμφυσηθούν και στην εκπαίδευση, τις χρηματοδοτήσεις σε τοπικό, εθνικό και ευρωπαϊκό, ή και ευρύτερα διεθνές επίπεδο, καθώς και στις συνεχείς διαβουλεύσεις για τις προτεραιότητες της έρευνας.

ιθαββυκ
Ανάλυση χημικών ιδιοτήτων νερού στα εργαστήρια του ΙΘΑΒΒΥΚ

Ο κορωνοϊός και η έρευνα

Για παράδειγμα, η πανδημία COVID ξεκίνησε από μια από τις απλούστερες μορφές ζωής που υπάρχουν, παρόλα αυτά απαίτησε μια χωρίς προηγούμενο σε μέγεθος και ένταση συστράτευση της παγκόσμιας έρευνας.  Αν λάβει κανείς υπόψη την ένταση αυτής της παγκόσμιας συστράτευσης ως μέτρο των δυσκολιών για ένα μόνο είδος οργανισμού, αρχίζει να παίρνει μια ιδέα των δυσκολιών της επισταμένης παρακολούθησης των αλλαγών της τεράστιας θαλάσσιας βιοποικιλότητας. Τις αλλαγές αυτές οφείλουμε να τις μελετήσουμε με σπουδή, ως καθοριστικής σημασίας για το κλίμα, τη διατροφή και την παροχή πόρων και υπηρεσιών υπέρ της ποιότητας ζωής στον πλανήτη. Για τη σημασία της, αρκεί να αναφέρουμε ως παράδειγμα,  πως με τη φωτοσύνθεση μιας μόνο ομάδας ειδών μικροφυτοπλαγκτού, των διατόμων, απομακρύνονται τεράστιες ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα από την ατμόσφαιρα και μεταφέρονται προς το βυθό, ενώ συγχρόνως κατά αδρές εκτιμήσεις ελευθερώνονται ποσότητες οξυγόνου που αντιστοιχούν στο 20-25% του συνολικού οξυγόνου που παράγεται στον πλανήτη. Χρειάζεται να κατανοήσουμε το πως αυτές οι «μηχανές» παραγωγής οξυγόνου και απομάκρυνσης του αερίου του θερμοκηπίου από την ατμόσφαιρα αλληλεπιδρούν με άλλους οργανισμούς και με την ωκεάνια και ατμοσφαιρική κυκλοφορία σε διάφορες κλίμακες χώρου και χρόνου. Να μάθουμε πως χτίζονται οι τροφικές αλυσίδες και πως συμπλέκονται σε τροφικά πλέγματα που εκτείνονται από τους μικρότερους φωτοσυνθετικούς οργανισμούς ως τα ψάρια και τις φάλαινες, ποιος είναι ο ρόλος των βακτηρίων στην ολοκλήρωση των κύκλων ύλης και ενέργειας και των ιών στη δυναμική των πληθυσμών σε κάθε επίπεδο της αλυσίδας. Η συνθετότητα της δομής και λειτουργίας των θαλάσσιων οργανισμών απαιτεί σύμπραξη πολλών τομέων επιστήμης και σύνθεση δεδομένων, κάτι που ακόμη αποτελεί αντικείμενο δύσκολων ερευνητικών προκλήσεων.

αναλυση

Το κύριο χαρακτηριστικό μιας νέας εποχής που τώρα αρχίζει να αναδύεται, είναι «έρευνα όλοι μαζί», σαν μια ομάδα μεταξύ ινστιτούτων, χωρών, ηπείρων. Το όλοι μαζί, παρά την εποχή της ψηφιακής τεχνολογίας, απαιτεί μεγάλες αλλαγές στην ερευνητική κουλτούρα, την οργάνωση των πολιτικών και τη χρηματοδότηση της έρευνας.

 

«Όλοι μαζί» για την θάλασσα

 Ένα από τα ελάχιστα τέτοια παραδείγματα, που δείχνει το δρόμο του “όλοι μαζί” είναι το Ευρωπαϊκό δίκτυο/υποδομή EMO BON - European Marine Omics Biodiversity Observation Network. Το δίκτυο ΕΜΟ ΒΟΝ ξεκίνησε ένα πρόγραμμα μακρόχρονης πολυεπίπεδης παρακολούθησης της θαλάσσιας βιοποικιλότητας, με μεθόδους που συμπεριλαμβάνουν δεδομένα γονιδιωματικής (μεγάλης κλίμακας αποκωδικοποίηση του DNA των υπό μελέτη δειγμάτων από θαλάσσιους σταθμούς δειγματοληψίας). Το ΕΜΟ ΒΟΝ ξεκίνησε με το θερινό ηλιοστάσιο του 2021, με στόχο την παρακολούθηση της θαλάσσιας βιοποικιλότητας με διεπιστημονικό τρόπο και υποστηρίζεται από την Ευρωπαϊκή υποδομή EMBRC ERIC, που έχει έδρα το Παρίσι. Το πρόγραμμα περιλαμβάνει τακτικές δειγματοληψίες νερού, πλαγκτού, μαλακού και βραχώδους βυθού. Το ΕΜΟ ΒΟΝ είχε ως προάγγελο τη δράση Ocean Sampling Day - OSD, που ξεκίνησε το 2014  με πολύ ευρύτερη διεθνή κατανομή και από το 2018 μέχρι και σήμερα συντονίζεται από το ΙΘΑΒΒΥΚ του ΕΛΚΕΘΕ στην Κρήτη, στο πλαίσιο του προγράμματος ASSEMBLE PLUS (Η2020).

Tο Ελληνικό Κέντρο Θαλάσσιων Ερευνών (ΕΛ.ΚΕ.Θ.Ε.) είναι μέλος του EMBRC, εκπροσωπώντας τον ελληνικό κόμβο (EMBRC-GR), με επικεφαλής και ιδρυτικό του μέλος τον διευθυντή του ΕΛΚΕΘΕ, Δρ. Αντώνη Μαγουλά, σε συνεργασία με τον Δρ. Γιώργο Κωτούλα του Ινστιτούτου Θαλάσσιας Βιολογίας, Βιοτεχνολογίας και Υδατοκαλλιεργειών (Ι.ΘΑ.Β.Β.ΥΚ.). Ο Δρ. Γιώργος Κωτούλας από την αρχή συμμετείχε στις εργασίες και τις επιτροπές που διαμόρφωσαν το EMO BON, ενώ μαζί με τον Δρ. Παναγιώτη Κασαπίδη συμμετέχουν στα διοικητικά όργανα του EMBRC. Τον συντονισμό του ελληνικού κόμβου (ΕΜΟ ΒΟΝ-GR) τον έχει αναλάβει η Δρ. Μελανθία Σταυρουλάκη, σε συνέχεια του συντονισμού της δράσης Ocean Sampling Day - OSD από το 2018. Επιπλέον, καθοριστικό στην διαμόρφωση και έναρξη του EMO BON ήταν το έργο της Δρ. Ιουλίας Σαντή, η οποία ήδη εργάζεται για το EMBRC (scientific officer) και πλέον ανήκει και επίσημα στη συντονιστική ομάδα του EMO BON. 

Όλοι οι εμπλεκόμενοι ερευνητές του ΙΘΑΒΒΥΚ, ανταποκρίθηκαν με θέρμη στο κάλεσμα για την υποστήριξη της δράσης, κατάθεση ιδεών, και δέσμευση για τη λειτουργία ενός σταθμού στον κόλπο του Ηρακλείου, με εφαρμογή όλων των προτεινόμενων πρωτοκόλλων. Οι απαιτούμενοι πόροι είναι του ΕΛΚΕΘΕ, ως ιδία συμμετοχή, με το EMBRC να εξασφαλίζει το κόστος αποκωδικοποίησης του DNA όλων των σταθμών του δικτύου. Πέραν του Ι.ΘΑ.Β.Β.ΥΚ.-ΕΛΚΕΘΕ, το δίκτυο υποστηρίζουν 15 ακόμα ερευνητικά κέντρα, τα οποία εκτείνονται από την βόρεια Νορβηγία έως και το Ισραήλ στην Ερυθρά Θάλασσα.

Το EMBRC, αντίθετα από τα ερευνητικά προγράμματα που έχουν ορίζοντα τετραετίας, είναι νομικό πρόσωπο με ισχύ σε όλες τις χώρες τος Ευρώπης (ERIC), στα πλαίσια των μεγάλων Ευρωπαϊκών Υποδομών ESFRI, στο οποίο οι συμμετέχουσες χώρες συνεισφέρουν ετήσια συνδρομή. Χρονικός ορίζοντας του EMO BON είναι η δεκαετία, ενώ τα δυο πρώτα χρόνια θα είναι αφιερωμένα στη βελτιστοποίηση και τυποποίηση των διαδικασιών και της ροής δεδομένων.

 

Στόχοι - Όραμα

Ο Δρ. Γιώργος Κωτούλας αναφέρει πως «υιοθετώντας τη λογική του «όλοι μαζί», μακροχρόνια και σε ευρεία κλίμακα, το δίκτυο ΕΜΟ ΒΟΝ θα συντονίσει τις προσπάθειές του σε διεθνές επίπεδο, αποτελώντας την Ευρωπαϊκή συμβολή σε παγκόσμια δίκτυα και οργανισμούς αντίστοιχων στόχων.

ο Δρ. Γ. Κωτούλας
ο Δρ. Γ. Κωτούλας

Στόχος είναι η χρονική παρακολούθηση σε ευρεία γεωγραφική κλίμακα της δομής και λειτουργίας της θαλάσσιας βιοποικιλότητας, στην αλληλεπίδρασή της με περιβαλλοντικά στοιχεία, προκειμένου να γνωρίσουμε «από μέσα» τη συνθετότητα και τους μηχανισμούς λειτουργίας της θαλάσσιας ζωής. Η παραγωγή τεράστιων δεδομένων αποκωδικοποιημένου DNA, το οποίο γνωρίζουμε να «διαβάζουμε» όλο και καλύτερα, θα μας προσφέρει γνώση, όσον αφορά στην απόκριση των οργανισμών στις περιβαλλοντικές αλλαγές και στις ανθρωπογενείς επιδράσεις, στην επικοινωνία/συνδεσιμότητα μεταξύ περιοχών, αλλά και στην εξελικτική τους ιστορία. Τα νέα αυτά δεδομένα θα είναι επίσης πολύτιμα για αξιοποίηση σε βιοτεχνολογικές εφαρμογές. Ο δημόσιος χαρακτήρας των δεδομένων, επιτρέπει να συνδυαστούν με κάθε άλλου είδους δεδομένα, π.χ. στην περίπτωση κάποιου ατυχήματος ρύπανσης, προκειμένου να ανιχνευτούν αιτιακές σχέσεις και άλλες αλληλεπιδράσεις. Παρόλα αυτά, ο τρόπος οργάνωσης δεδομένων από διαφορετικές πηγές απαιτεί ένα επόμενου επιπέδου «όλοι μαζί», για να μπορεί να αξιοποιηθεί στο μέγιστο η προσπάθεια και η επένδυση. Το ΕΜΟ ΒΟΝ είναι ήδη σε επαφές με άλλες ευρωπαϊκές υποδομές, μεταξύ των οποίων το EuroARGO ERIC και EMSO ERIC για τη συλλογή περιβαλλοντικών δεδομένων. Και τα δυο αυτά προγράμματα συντονίζονται για την Ελλάδα από το Ινστιτούτο Ωκεανογραφίας του ΕΛΚΕΘΕ. Το ΙΘΑΒΒΥΚ - ΕΛΚΕΘΕ επίσης συντονίζει το LifeWatch GR, και συμμετέχει στα ELIXIR GR  και Bioimaging GR, στα πλαίσια του νέου υποδείγματος έρευνας (paradigm shift)

Η Δρ. Μελανθία Σταυρουλάκη συμπληρώνει πως «σε βάθος χρόνου το ΕΜΟ ΒΟΝ, δεν θα προσφέρει μια «στεγνή»  παρακολούθηση της θαλάσσιας βιοποικιλότητας και λειτουργίας των οικοσυστημάτων. Ο τεράστιος όγκος των παραγόμενων δεδομένων θα μπορέσει να χρησιμοποιηθεί στην ανάπτυξη νέων εργαλείων, προϊόντων και υπηρεσιών, προς όφελος της κοινωνίας, όπως για παράδειγμα στους τομείς της φαρμακολογίας, της ενέργειας και της οικονομίας.

Η Δρ. Μελανθία Σταυρουλάκη
Η Δρ. Μελανθία Σταυρουλάκη

Το δίκτυο ΕΜΟ ΒΟΝ φιλοδοξεί να αποτελέσει παγκόσμιο πρότυπο και να συμπαρασύρει σε συνεργασίες άλλες αντίστοιχες δράσεις σε άλλες ηπείρους. Υπάρχουν ήδη συνομιλίες και συνεργασίες προς αυτή την κατεύθυνση, η οποία θα αποτελέσει και εξαιρετικό παράδειγμα δράσης για τη Δεκαετία των Ωκεανών 2021-2030 του ΟΗΕ, με στόχο την εξασφάλιση ενός βιώσιμου πλανήτη, μέσα από την εξασφάλιση της υγείας των θαλασσών

Δείτε επίσης:

Οι «εισβολείς» κυριεύουν τις θάλασσες στην Κρήτη
 

Α. Μαγουλάς και Γ. Κωτούλας στο σκάφος του ΕΛΚΕΘΕ, λίγο πριν τη δειγματοληψία (1)
Α. Μαγουλάς και Γ. Κωτούλας στο σκάφος του ΕΛΚΕΘΕ, λίγο πριν τη δειγματοληψία

Γίνε ο ρεπόρτερ του CRETALIVE

ΣΤΕΙΛΕ ΤΗΝ ΕΙΔΗΣΗ