Моллюски — очень удобные объекты для изучения, поскольку они портативны, хорошо защищены и относительно простые объекты для выделения и секвенирования ДНК. Для этого эксперимента Накадзима изучил два вида глубоководных ракушек под названием Neoverruca sp.1 и Neoverruca brachylepadoformis. Он получил свои образцы во время рейса JAMSTEC, в ходе которого образцы собирались с помощью дистанционно управляемого транспортного средства на глубине около 1000 и 3600 метров ниже уровня моря в Окинавском и Марианском желобах соответственно. Затем Накадзима извлек ДНК из ракушек и секвенировал ее с членами подразделения морской геномики, отметив различия в генетическом коде, известные как полиморфизмы.
Если у одного ракушка может быть повторяющийся образец в длинной последовательности нуклеиновых кислот, у другого может быть другой образец повторения. Он сгруппировал сегменты по полиморфизму и выделил 12 отдельных сегментов, называемых микросателлитами. Каждый из этих сегментов со своим уникальным кодом может использоваться в качестве генетических маркеров, последовательностей с высоким разрешением, которые позволяют исследователям изучать почти незаметные различия в генетическом коде, разделяющие два вида.
Идентификация микросателлитных маркеров важна, потому что микросателлиты показывают, как гены передаются и наследуются в популяции. Анализ этих генетических данных может показать генетическое разнообразие населения, которое исследователи могут использовать, чтобы сделать выводы о здоровье населения. «Генетическое разнообразие — это показатель исчезновения и размера популяции», — пояснил Накадзима. «Более высокое генетическое разнообразие означает здоровую популяцию, но уменьшение генетического разнообразия означает рост родства между популяциями». Родство относится к системам спаривания и взаимодействиям внутри популяции; поведение, при котором гены передаются от одного человека к другому.
Увеличение родства означает, что люди в меньших популяциях имеют большую долю своих генов, чем в больших популяциях, что снижает генетическое разнообразие популяции. «Генетическое разнообразие необходимо для поддержания популяции», — сказал Накадзима.Кроме того, микросателлиты также могут показать, мигрируют ли другие популяции в этот район, показывая происхождение новых генов, введенных в популяцию.
Это помогло бы объяснить генетическую связь или общие гены между видами ракушек в двух желобах, разделенных более чем тысячей километров океана, где эти ракушки не могут выжить. Или, по крайней мере, ракушки не могут там выжить в качестве оседлых взрослых особей.
В молодой личиночной фазе ракушки плавают по океанскому течению и могут мигрировать в другие желоба, передавая свои гены другим популяциям. Знание моделей миграции ракушек покажет движение течений в северо-западной части Тихого океана.
Помимо демонстрации того, как движутся течения и связаны виды, понимание генетического разнообразия вида или популяции позволяет исследователям предсказать риск исчезновения этого вида. «Мы обеспокоены исчезновением глубоководных видов, — сказал Накадзима. Используя ракушку в качестве модельного организма, Накадзима может экстраполировать, как могут жить другие виды и как меняется глубоководная экосистема, тем самым предсказывая последствия до того, как виды вымрут.«Мы знаем, что изменение климата повлияет на поверхность океана», — сказал Накадзима, признав, что долгое время исследователи не были уверены, дойдут ли эти эффекты до глубин океана.
В дополнение к изменению океанских течений изменение климата, похоже, влияет на морской снег — явление, при котором скопления органического материала собираются в океане, чтобы выглядеть как пушистые снежинки, а затем падают на дно океана. Морской снег служит пищей для глубоководных падальщиков, но многие ученые-морские ученые, в том числе Накадзима, обеспокоены тем, что изменение климата изменит количество морского снега, тонущего в океане. «Недавние исследования показали, что глубоководные воды также будут подвержены влиянию поверхностных волн».
Моллюски Накадзимы представляют собой необходимое окно, через которое он может исследовать, как величайший экологический кризис нашего времени изменит одну из самых загадочных частей мира.