Κρήτη: Το πρώτο νησί παγκοσμίως που έρχεται στο επίκεντρο λόγω του μοναδικού οικοσυστήματος του (Φωτο)

Χρειάστημαν 10 χρόνια για να δημοσιευτεί η πρώτη (εισαγωγική) επιστημονική εργασία για το πως αποτυπώνεται η οικολογική πολυπλοκότητα στις μικροβιακές κοινότητες των εδαφών της Κρήτης. Συνολικά συλλέχθηκαν και αναλύθηκαν 432 δείγματα εδάφους (3 επαναλήψεις/υποτοποθεσία) από 46 παράκτιες, 36 πεδινές, 38 υποορεινές και 24 ορεινές θέσεις δειγματοληψίας, και αναγνωρίστηκαν συνολικά 2.248 τάξα μικροβίων.

Από χθές η Κρήτη αποτελεί πλέον επίσημα το πρώτο νησί παγκοσμίως όπου πραγματοποιείται αυτή η έρευνα αιχμής, η συνέχεια και τα αποτελέσματα της οποίας αναμένονται σε επόμενες (σε πολύ συντομότερο χρονικό διάστημα) δημοσιεύσεις. 

Ανάμεσα στην 36μελή διεθνή συγγραφική ομάδα υπάρχουν πολλοί Έλληνες ερευνητες κυρίως από το ΕΛΚΕΘΕ, όπως αναφέρει ο κ. Καλουστ Παραγκαμιάν. 

Στο ξεκίνημα της επιστημονικής δημοσίευσης την οποία μπορείτε να δείτε ΕΔΩ,  επισημαίνονται τα εξής:

«Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο οι περιβαλλοντικοί και οικολογικοί παράγοντες διαμορφώνουν τη μεταβλητότητα στις μικροβιακές κοινότητες που σχετίζονται με το έδαφος είναι ένα σύνθετο πρόβλημα, ιδιαίτερα στα νησιά, τα οποία περιέχουν ένα ευρύ φάσμα ποικίλης και μοναδικής γεωλογίας, πανίδας και χλωρίδας. Το νησί της Κρήτης διαθέτει έντονες υψομετρικές κλίσεις, ποικίλα τοπία και ξεχωριστές οικολογικές ζώνες που διαμορφώνονται από την πολύπλοκη γεωλογική του ιστορία, καθιστώντας το ιδανικό φυσικό εργαστήριο για τη μελέτη του τρόπου με τον οποίο η περιβαλλοντική διακύμανση επηρεάζει τις μικροβιακές κοινότητες του εδάφους. 

Σε αυτή τη μελέτη, χαρακτηρίσαμε τις μικροβιακές κοινότητες του εδάφους σε όλες τις οικοζώνες της Κρήτης και εντοπίσαμε περιβαλλοντικούς παράγοντες που σχετίζονται με την ποικιλομορφία και τη σύνθεσή τους. Πραγματοποιήσαμε μια μονοήμερη έρευνα μικροχλωρίδας εδάφους σε ολόκληρο το νησί, την πρώτη του είδους της, για να αντιμετωπίσουμε αυτήν την πρόκληση εξαλείφοντας πηγές μεταβλητότητας, όπως η εποχικότητα, οι καιρικές συνθήκες, οι ανθρωπογενείς αλλαγές ή οι αλλαγές χρήσης γης με την πάροδο του χρόνου και η οικολογική διαδοχή των μικροβιακών κοινοτήτων. Αυτή η εκδήλωση συλλογής δεδομένων από το νησί (Ημέρα Δειγματοληψίας Νησιών, ISD) διεξήχθη σε συνδυασμό με την ετήσια συνάντηση της Κοινοπραξίας Γονιδιωματικών Προτύπων, στο νησί της Κρήτης, και χρησιμοποίησε τυποποιημένα πρωτόκολλα συλλογής δεδομένων και μεταδεδομένων. 

Δημιουργήσαμε αλληλουχίες αμπλικονίων (περιοχές V3-V4 του γονιδίου 16S ριβοσωμικού RNA) και ένα σύνολο δεδομένων εμπλουτισμένο με μεταδεδομένα από 435 δείγματα εδάφους σε 72 τοποθεσίες και τέσσερις διακριτές οικοζώνες για μελλοντικές μελέτες μικροβιώματος ολόκληρου του νησιού. Εδώ αναφέρουμε τον σχεδιασμό της μελέτης και τη διαδικασία συλλογής δειγμάτων μαζί με την αρχική μας εξέταση των οικολογικών παραγόντων της μεταβλητότητας της μικροβιακής κοινότητας του εδάφους (π.χ. υψόμετρο, τύποι εδάφους, pH εδάφους, υγρασία εδάφους, τύπος βλάστησης, χρήση γης) στις οικοζώνες της Κρήτης (που ορίζονται από το υψόμετρο και τους διακριτούς οικοτόπους).

Εισαγωγή
Η Κρήτη είναι το πέμπτο μεγαλύτερο ηπειρωτικό νησί της Μεσογείου, με μήκος άνω των 260 χλμ. και πλάτος που κυμαίνεται από 12 έως 60 χλμ., που κυριαρχείται από τρία βουνά που υψώνονται πάνω από 2.000 μ. Χαρακτηρίζεται από έντονες υψομετρικές κλίσεις έως και 2.500 μ., και περιέχει ποικίλα και διακριτά σύνολα ζωικών και φυτικών ειδών [1,2,3]. Το κρητικό τοπίο είναι ποικιλόμορφο, με το 39% του νησιού να βρίσκεται πάνω από 400 μέτρα, οροπέδια, μικρές κοιλάδες, άλλα βουνά και λόφους, μαζί με δεκάδες φαράγγια, ποτάμια, ρυάκια, λίμνες, υγροβιότοπους και παραλίες. Επιπλέον, υπάρχουν εύφορες πεδιάδες και περιοχές με υψηλές ανθρωπογενείς επιπτώσεις (π.χ. πόλεις, γεωργία και τουριστικά αξιοθέατα). Η μικροχλωρίδα που σχετίζεται με το έδαφος είναι θεμελιώδης για τον κύκλο των θρεπτικών συστατικών, την αποσύνθεση και τον σχηματισμό του εδάφους και επηρεάζει άμεσα την παραγωγικότητα των φυτών, τα πρότυπα βλάστησης και τη σταθερότητα του οικοσυστήματος [4, 5]. Εκτός από εκείνες που σχετίζονται με γεωργικές καλλιέργειες όπως τα σιτηρά και τα σταφύλια, η μικροχλωρίδα του εδάφους της Κρήτης δεν έχει ποτέ ερευνηθεί [6, 7].

Οι πρόοδοι στη μεταγονιδιωματική και στις τυποποιημένες μεθόδους, όπως αυτές του Έργου Μικροβιώματος της Γης, έχουν βελτιώσει την κατανόησή μας για τη μικροβιακή ποικιλομορφία του εδάφους σε όλες τις περιοχές και τον χρόνο [8,9,10,11,12]. Ωστόσο, η μεταβλητότητα στις συνθήκες δειγματοληψίας μαζί με τις γεωγραφικές και εποχιακές διαφορές μπορούν να συσκοτίσουν τη διάκριση μεταξύ παγκόσμιων και τοπικών περιβαλλοντικών παραγόντων των μικροβιακών κοινοτήτων του εδάφους [13,14,15]. 

Για τη μείωση αυτών των επιπτώσεων, η Κοινοπραξία Γονιδιωματικών Προτύπων (GSC, www.gensc.org) [16], το Ινστιτούτο Θαλάσσιας Βιολογίας, Βιοτεχνολογίας και Υδατοκαλλιέργειας (IMBBC, http://www.imbbc.hcmr.gr) και το Ελληνικό Κέντρο Θαλάσσιων Ερευνών (HCMR) διεξήγαγαν μια μονοήμερη εκδήλωση συλλογής εδάφους σε ολόκληρο το νησί τον Ιούνιο του 2016. Αυτή η εναρκτήρια Ημέρα Δειγματοληψίας Νησιού (ISD) πρωτοστάτησε σε μια συντονισμένη, σε ολόκληρο το νησί, προσπάθεια της επιστήμης των πολιτών για την εξερεύνηση της ποικιλομορφίας και της δομής των μικροβιακών κοινοτήτων του επιφανειακού εδάφους σε τέσσερις από τις πέντε οικοζώνες της Κρήτης, οι οποίες ορίζονται ως γεωγραφικές περιοχές με ξεχωριστή βιοποικιλότητα χλωρίδας και πανίδας, περιορίζοντας παράλληλα τις επιρροές περιβαλλοντικών παραγόντων σύγχυσης (π.χ. καιρός, βροχόπτωση, θερμοκρασία, ηλιοφάνεια, υγρασία). Η κλίμακα αυτής της μονοήμερης εκδήλωσης δειγματοληψίας σε ολόκληρο το νησί, αναγκαστικά, διεξήχθη από μια μεγάλη, συντονισμένη ομάδα.

Εδώ, παρουσιάζουμε την πρώτη περιγραφή της μικροβιακής ποικιλομορφίας του εδάφους σε όλες τις διακριτές οικοζώνες της Κρήτης. Δεδομένου ότι οι σχέσεις μεταξύ της σύνθεσης της μικροβιακής κοινότητας και της υγρασίας του εδάφους [15], των οργανικών θρεπτικών συστατικών [17] και του υψομέτρου [18, 19] έχουν περιγραφεί προηγουμένως, επιδιώξαμε να χαρακτηρίσουμε αυτές τις σχέσεις μεταξύ των διακριτών οικοζωνών της Κρήτης. Ενώ οι παγκόσμιες μελέτες για το μικροβίωμα του εδάφους έχουν σημειώσει σημαντική πρόοδο, εξακολουθούν να υπάρχουν προκλήσεις στην αποσαφήνιση των τοπικών από τους παγκόσμιους παράγοντες που οφείλονται στη χρονική και γεωγραφική μεταβλητότητα. Η μελέτη μας συμβάλλει σε αυτή την προσπάθεια παρέχοντας ένα χρονικά ελεγχόμενο σύνολο δεδομένων σε κλίμακα νησιού που συμπληρώνει τις υπάρχουσες πρωτοβουλίες μεγάλης κλίμακας»