Niesporczaki są mikroskopijnymi krewnymi stawonogów, a więc owadów, pajęczaków czy skorupiaków. Największe niezwykle rzadko osiągają ponad 1 mm długości. Stanowią ważne organizmy modelowe w badaniach nad białkami tworzącymi „rusztowanie” wewnątrzkomórkowe czy w biologii starzenia.

Ostatnia dekada, z uwagi na rozkwit metod molekularnych stosowanych w pracy biologów zajmujących się różnorodnością biologiczną, przyniosła wiele prac poświęconych klasyfikacji i rozmieszczeniu niesporczaków. Tematyka ta wciąż jednak wymaga pogłębienia, zwłaszcza że olbrzymia część historycznych prac z zakresu morfologii i biogeografii niesporczaków jest zdezaktualizowana i nieadekwatna względem znacznego bogactwa gatunkowego tych organizmów.

Polsko-duński zespół badaczy, aktualizując stan wiedzy na temat niesporczaków, zmapował właśnie ich faunę w całej Danii. Artykuł na ten temat, którego współautorem jest dr Piotr Gąsiorek z Zakładu Ewolucji Bezkręgowców Wydziału Biologii Uniwersytetu Jagiellońskiego, ukazał się na łamach czasopisma "Frontiers in Zoology". 

Od Kopenhagi po Jutlandię: niesporczaki zmapowane

Dzięki pracy badaczy nastąpił duży wzrost poznanej liczby gatunków niesporczaków występujących w Danii (prawie czterokrotny, bo z 14 do 55, z czego przynajmniej dziewięć nie było wcześniej znanych nauce).

"Kluczowym parametrem wpływającym na liczbę gatunków niesporczaków zamieszkujących dany obszar jest wysokość nad poziomem morza. Góry i tereny wyżynne posiadają bogatsze gatunkowo fauny. Stąd Dania, jako kraj wybitnie nizinny i dość jednolity przyrodniczo, silnie przekształcony przez człowieka w toku prac rolniczych i urbanizacji, posiada stosunkowo niewiele gatunków. Wykryto ich 55, lecz badano wyłącznie mchy i porosty. Przy ewentualnym włączeniu środowisk słodkowodnych i glebowych, liczba ta wzrosłaby o kolejne kilkadziesiąt gatunków, lecz najpewniej nie przekroczyłaby 100" - powiedział PAP dr Piotr Gąsiorek, który jako jedyny tardigradolog w zespole, czyli ekspert od niesporczaków, zajmował się m.in. analizą prób, sekwencjonowaniem DNA i ich identyfikacją.

Dzieci i mchy

Podczas zbierania danych naukowcy skorzystali z pomocy ochotników-zbieraczy próbek mchów i porostów, którymi zostali uczniowie duńskich szkół podstawowych z całego kraju. Dzięki wysiłkowi setek dzieci zebrano ponad osiem tysięcy fragmentów porostowej plechy i poduszek mchów z nawet najdalszych i często trudniej dostępnych rejonów Danii. Pozwoliło to na wytypowanie około 700 prób reprezentatywnych dla dostępnego materiału.

W ramach projektu Masse Experiment (https://masseeksperiment.dk/tidligere-eksperimenter/masseeksperiment-2023-mikroliv/) dzieci wyposażono w specjalny poradnik zawierający podstawowe zasady zbioru mchów i porostów, które miały być badane pod kątem obecności mikroskopijnych zwierząt, zwłaszcza niesporczaków. Ponadto, nauczyciele przyrody przeprowadzili z nimi wstępne warsztaty na podstawie wskazówek udzielonych przez zespół badaczy. Dzięki temu dzieci mogły zgromadzić odpowiednio wysuszony materiał w wystarczającej ilości.

"Każda szkoła zbierała po pięć próbek na cmentarzach lub w parkach miejskich, a także kolejne pięć próbek w terenie względnie nieprzekształconym przez człowieka (np. pobliskim kompleksie leśnym). Szkoły z całego kraju dokonały zbioru prób w okresie ok. 1,5 miesiąca wiosną 2023 roku" - tłumaczy rozmówca PAP.

Armia setek małych pomocników

Piotr Gąsiorek podkreśla, że akcja znacznie zwiększyła świadomość dzieci nt. niesporczaków, roztoczy, skorupiaków, np. widłonogów i małżoraczków, mchów i porostów. W trakcie zbiorów i zaraz po nich dzieci miały specjalne zajęcia poświęcone tym mikroskopijnym organizmom. Wiele z tych zwierząt widziały pierwszy raz w życiu, co przyczynia się do zwłaszcza do uwrażliwienia społeczeństwa na niewidoczne gołym okiem elementy ekosystemu.

"W wymiarze praktycznym, pomoc setek pomocników fundamentalnie przyspieszyła proces pozyskiwania materiału biologicznego do pracy naukowej. Zespół 2-3 osób spędziłby znacznie więcej czasu na zbiorze materiału w często trudno dostępnych rejonach Danii, ten wyspiarski kraj posiada ponad 400 wysp” - przyznaje badacz.

Biologiczna "metka" nieporczaka

Głównym celem badań - tłumaczy naukowiec - było stworzenie solidnego spisu gatunków niesporczaków Danii, który byłby wsparty danymi genetycznymi, a więc tak zwaną biologiczną "metką" (barkodem DNA), czyli bardzo krótkim fragmentem genomu specyficznym dla gatunku. Te fragmenty pozwalają na pewniejszą identyfikację gatunków, spośród których przynajmniej część jest wciąż niepoznana.

"Dzięki temu, w przyszłości znacznie prościej będzie można porównać gatunki niesporczaków znalezione przez innych naukowców, np. w toku badań ekologicznych. Zastosowane podejście znacząco zwiększa więc powtarzalność i porównywalność, czyli kluczowe elementy rzetelnych badań" - podkreśla Piotr Gąsiorek.

Jak się mają "polskie niesporczaki"?

Fauna niesporczaków Polski jest systematycznie badana znacznie dłużej niż fauna Danii. Zdaniem badacza aktualnie trudno podać precyzyjną liczbę polskich gatunków niesporczaków, bo ich taksonomia jest w trakcie nieustannych zmian na przestrzeni ostatniej dekady.

"Wiele gatunków uznawanych dawniej za obecne w naszym kraju to aktualnie wyróżnione kompleksy bardzo podobnych, lecz różnych gatunków; z kolei inne zostały uznane za nieważne i powinny być wykreślone ze spisu niesporczaków Polski. Jedno jest pewne: fauna polska ma ponad 100 potwierdzonych gatunków, a dokładna ich liczba jest znacząco wyższa; możliwe, że oscylująca w granicach 150-200 gatunków. Jest to wynikiem posiadania gór na południu, które kryją wiele endemitów” - podsumowuje Piotr Gąsiorek.

Jego zdaniem zmapowanie fauny niesporczaków Polski to przedsięwzięcie znacznie większe od badań duńskich ze względu na rozmiar kraju, ale warte rozważenia przy zastosowaniu zarówno metod mikroskopii, jak i sekwencjonowania DNA środowiskowego (eDNA).

Niesporczaki długo pozostawały bardzo słabo znane nawet wśród zoologów. Mają cztery pary odnóży, lecz w odróżnieniu od stawonogów są one pozbawione stawów i mogą być wciągane do wnętrza tułowia dzięki ich "teleskopowej" budowie. Znaczną popularność przyniosła niesporczakom także zdolność do wchodzenia w stan życia utajonego, a więc anabiozy. Jej najczęściej spotykanym rodzajem jest anhydrobioza, czyli umiejętność przetrwania w przypadku niemalże całkowitego odwodnienia organizmu. Jest ona bardzo ważna dla niesporczaków lądowych, które zamieszkują mchy, porosty, glebę oraz ściółkę leśną – środowiska ulegające szybkiemu przesuszaniu. Molekularne mechanizmy anhydrobiozy niesporczaków są intensywnie badane w perspektywie potencjalnych zastosowań np. w medycynie.

Nauka w Polsce, Ewelina Krajczyńska-Wujec

ekr/ agt/