Šta ako postoji način da se uzorci DNK životne sredine (eDNK) prikupljaju autonomno u ekstremnim okruženjima? A šta ako je ova metoda omogućila sakupljanje više uzoraka i sprečila rizik od kontaminacije uzorka? Portugalski istraživači sa Instituta za sistemsko i računarsko inženjerstvo, tehnologiju i nauku (INESC TEC) krenuli su da sprovedu ovaj poduhvat u udaljenim sredinama Arktika i atlantskog severa.
Operacija je izvedena na dubini od 15 metara, u vodama sa niskim temperaturama od topljenja glečera koji se nalaze u fjordovima arktičkog arhipelaga Svalbard. Kako? Sa inovativnim autonomnim biouzorkovačem, tehnologijom koju su razvili portugalski istraživači u INESC TEC-u i Interdisciplinarnom centru za istraživanje mora i životne sredine (CIIMAR), sposobnom da prikupi planktonske zajednice (kritična uloga u morskim ekosistemima) frakcija različitih veličina in situ.
Biosampler, senzor u obliku cilindra programiran za prikupljanje uzoraka, povezan je sa IRIS-om: autonomnim podvodnim vozilom (AUV), koje je razvio INESC TEC, koje može da pronađe svoj put pod vodom koristeći akustiku i veštačku inteligenciju. Ova zajednička upotreba uzorkivača i AUV predstavljala je „inženjerski izazov“ i omogućila je autonomno prikupljanje uzoraka od strane istraživača, na različitim stanicama programa monitoringa.
„Ova metoda ima nekoliko prednosti, posebno u poređenju sa tradicionalnim metodama sakupljanja, koje su ručne i uključuju prikupljanje uzoraka u Niskin bocama — čiji se sadržaj filtrira samo u laboratoriji“, objasnio je Alfredo Martins, istraživač u INESC TEC-u.
Istraživači INESC TEC-a sada razvijaju rešenja za integraciju malog i kompaktnog sistema za biouzorkovanje sa više robotskih sistema i širenje njegovih mogućnosti i funkcionalnosti. Međutim, ova uspešno ostvarena integracija otvara nove mogućnosti za prikupljanje uzoraka: od zakazivanja vremena i datuma prikupljanja do prikupljanja većeg broja uzoraka, ili smanjenja grešaka kontaminacije (pošto se filtracija vrši na licu mesta). Automatizacija procesa sakupljanja je takođe isplativija.
Voda je sakupljena u Kongsfjordenu, a istraživači INESC TEC-a su svoj posao obavili u istraživačkoj stanici Ni-Alesund (Norveška), najsevernijoj istraživačkoj stanici na svetu. Uzorkovanje koje se sprovodi u ovom regionu može pružiti dragocene uvide u morske mikrobne zajednice u tom delu sveta: jedan uzorak koji sadrži eDNK može se koristiti za praćenje biodiverziteta, otkrivanje efekata klimatskih promena ili upozoravanje na prisustvo pretnji poput patogena. Zato je neophodna detaljna analiza morskih mikrobnih zajednica u tom delu sveta: Arktik doživljava neke od najdrastičnijih promena na našoj planeti i zagreva se skoro četiri puta brže od ostatka sveta.
„Da bismo prikupili eDNK, tehnički je teže dobiti ove informacije na velikim dubinama; tako da njihovo dobijanje može popuniti relevantne praznine u našem znanju o dubokom okeanu“, pojašnjavaju Alfredo Martins i Ana Paula Lima, takođe istraživač u INESC TEC-u.
Ova inovativna portugalska tehnologija koju su razvili INESC TEC i CIIMAR može raditi do 150 m. Tim istraživača koji je putovao na Artik (Alfredo Martins, Ana Paula Lima, Carlos Almeida, Francisco Carneiro, Jose Miguel Almeida i Pedro Andre Silva) postavio je dvogodišnji cilj da ovu tehnologiju koristi na dubini od 1.000 metara.
Glavna prepreka na putu ka postizanju ovog cilja je — pored pritiska izazvanog dubinom okeana — „surovo okruženje same, zajedno sa poteškoćama u radu ili ograničenjima održavanja“. „Ovo zahteva ogromnu pouzdanost sistema kako bi mogli da rade ispravno i autonomno, potencijalno tokom dugog perioda“, dodao je Alfredo Martins.
Ova portugalska tehnologija putovala je na Artik u okviru projekata Connect2Oceans i MicroArtic. Glavni cilj ovog projekta je da se shvati kako će progresivno povećanje dotoka toplote atlantske vode u Arktik, takozvana „atlantifikacija“, promovisati promene u zajednicama arktičkog planktona (ovo su osnova života u morskim sredinama), mikrobiomu raznolikost i funkcije. Ova ekstremna polarna okruženja će i dalje biti mesta za testiranje biosamplera.
