Projekt MicroLink, koji vodi Institut Ruđer Bošković, a financira Hrvatska zaklada za znanost, ključna je inicijativa usmjerena na rješavanje izazova zaštite morskih obalnih ekosustava. Zaštita morskih obalnih ekosustava postala je hitan globalni prioritet zbog eskalirajućih antropogenih pritisaka na ove osjetljive okoliše. U tu su svrhu uspostavljeni brojni regionalni i međunarodni sporazumi i inicijative za očuvanje morske bioraznolikosti i očuvanje ekološke ravnoteže obalnih regija.

Međutim, unatoč znatnim naporima uloženim u kombiniranje i integraciju pristupa iz direktiva kao što su Okvirna direktiva o vodama i Okvirna direktiva o morskoj strategiji EU-a, očuvanje morskih ekosustava i dalje se suočava s višestrukim izazovima. Jedan od primarnih je procjena ekološkog stanja morskih okoliša i procjena onečišćenja tih područja.

Postojeći alati, kao što su Okvirna direktiva o vodama i Okvirna direktiva EU o morskoj strategiji, korišteni su za zaštitu morskih ekosustava. Međutim, kada je u pitanju procjena utjecaja antropogenih pritisaka na te ekosustave, suočavaju se s nekoliko izazova.

Projekt MicroLink prepoznaje neiskorišteni potencijal mikrobnih skupina u rješavanju nekih od najhitnijih izazova s kojima se suočavaju programi zaštite mora:

Učinci višestrukih pritisaka onečišćenja: Antropogene aktivnosti, uključujući onečišćenje iz različitih izvora, pojavile su se kao glavna prijetnja obalnim morskim ekosustavima. Projekt nastoji razotkriti zamršene odnose između pritisaka onečišćenja i cjelovitosti ovih ekosustava. Usredotočujući se na reakcije mikroba na takve pritiske, istraživači žele steći uvid u kumulativne učinke onečišćenja na život u moru.

Poboljšanje bioloških pokazatelja:

Tradicionalni biološki pokazatelji koji se koriste za procjenu zdravlja morskih ekosustava često ne uspijevaju obuhvatiti punu složenost ekoloških promjena. Mikrobne zajednice imaju potencijal poslužiti kao osjetljiviji i nijansiraniji pokazatelji, pružajući sveobuhvatnu sliku zdravlja ekosustava.

Napredne tehnike procjene:

Projekt MicroLink koristi najsuvremenije pristupe za procjenu i strukturnih i funkcionalnih aspekata morskih ekosustava. Ovaj pristup obećava brzo i pouzdano prikupljanje podataka, što je ključno za učinkovito praćenje i informirano donošenje odluka u upravljanju okolišem.

Izazovi u procjeni sedimenta:

Ekološko stanje morskih sedimenata teško je procijeniti zbog njihove dinamične prirode i složenog međudjelovanja fizičkih, kemijskih i bioloških čimbenika. Projekt se direktno bavi ovim izazovima, s ciljem usavršavanja metodologija za procjenu sedimenta.

MicroLink ima jedinstveni pristup usredotočujući se na učinke antropogenih pritisaka na bentoske mikrobne skupove, koji su uglavnom zanemareni u protokolima o kvaliteti zakonodavstva. Mikrobne skupine u morskim ekosustavima igraju ključnu ulogu u različitim ekološkim procesima, a njihovo zdravlje može pružiti dragocjene uvide u cjelokupno stanje ekosustava.

Kao dominantni igrači u morskim ekosustavima, mikrobi imaju potencijal izvršiti dubok utjecaj na biogeokemijske cikluse i hranidbene mreže. Promjene u mikrobnim zajednicama mogu proći kroz ekosustav, potencijalno narušavajući pružanje osnovnih usluga ekosustava na koje se ljudska društva oslanjaju. Stoga, MicroLink naglašava hitnu potrebu za definiranjem doprinosa i važnosti praćenja skupova mikroba u potrazi za dobrim stanjem okoliša u morskom okolišu.

“Nevjerojatna je činjenica da su mikroorganizmi (bakterije, gljive, virusi, protisti), iako predstavljaju dominantne organizme u morskim ekosustavima, izuzeti kao parametri pri procjeni stanja okoliša. Kako su mikrobne zajednice koje proučavamo iznimno komplekse, i njihova struktura i funkcije koje nose, a istovremenu su u vremenu i prostoru iznimno lako promjenjive, shvatili smo da je za razumijevanje njihove dinamike i potencijalnog odgovora na onečišćivala nužno primjeniti kompleksne alate strojnog učenja koji bi omogućili analizu velikog broja različitih parametara i interakcija koji mogu imati utjecaj na ove zajednice.

Naime, međusobna interakcija više onečišćivala može rezultirati iznimno kompleksnim učincima na morske ekosustave. Štoviše, zbog kompleksnosti istraživanja, današnja prirodoslovna istraživanja koja se bave istraživanjima procesa u prirodnim okolišima, nemoguće je zamisliti bez integracije matematičkih modela i analiza, a sve više i upravo uz upotrebu naprednih alata strojnog učenja”, govori dr.sc. Ines Sviličić Petrić, viša znanstvena suradnica Instituta Ruđer Bošković.

MicroLink ima za cilj odgovoriti na nekoliko ključnih izazova:

Učinci višestrukih pritisaka onečišćenja: Projekt će istražiti kako različiti pritisci onečišćenja utječu na cjelovitost obalnih morskih ekosustava. Proučavajući mikrobne zajednice, istraživači se nadaju da će steći bolje razumijevanje utjecaja ovih pritisaka na ekosustav u cjelini.

Poboljšanje bioloških pokazatelja: Skupine mikroba potencijalno mogu poslužiti kao poboljšani biološki pokazatelji za procjenu zdravlja morskog okoliša. Tradicionalni pokazatelji možda neće obuhvatiti puni opseg ekoloških promjena, a mikrobne zajednice mogle bi ponuditi vrijedne dodatne uvide.

Napredni pristupi za procjenu ekosustava:

Projekt će iskoristiti najsuvremenije tehnike za procjenu strukturalnog i funkcionalnog integriteta morskih ekosustava u cilju pružanja brzih i pouzdanih podatka, poboljšavajući našu sposobnost da učinkovito pratimo i štitimo te ekosustave.

Ekološki status morskih sedimenata: Procjena ekološkog statusa morskih sedimenata složen je zadatak no i ključna za razumijevanje ukupnog zdravlja morskih ekosustava.

Kako bi se uhvatio u koštac s tim problemima, projekt MicroLink koristit će inovativan pristup. Istraživači će koristiti multi-trofički, višeslojni pristup za proučavanje mikrobnih zajednica jer promjene u mikrobnim zajednicama mogu imati dalekosežne učinke na ekosustav i njegove usluge.

“Analize iz područja podatkovne znanosti koje provodimo u sklopu projekta omogućuju znanstvenicima da učinkovito obrađuju ogromne količine podataka o mikrobima u ekosustavu, identificiraju uzorke i stvaraju modele koji pomažu boljem razumijevanju njihove uloge u ekološkim procesima. Ovo znanje može biti ključno za očuvanje ekosustava te bolje razumijevanje bioloških procesa u prirodi. U okviru projekta, pokušavamo izraditi model za mjerenje razine zagađenosti morskih okoliša na osnovu mikrobnih zajednica u sedimentu”, kaže Zlatan Morić, voditelj Algebrine katedre za kibernetičku sigurnost.

MicroLink stavlja značajan naglasak na to da se mikrobne skupine integriraju u procjenu ekološkog stanja morskog okoliša i procjenu onečišćenja. Usredotočujući se na skupove mikroba, projekt poduzima važan korak prema njihovoj potencijalnoj integraciji kao pokazatelja kvalitete morskog okoliša. Ovo istraživanje ima potencijal za informiranje budućih politika i praksi za zaštitu morskih obalnih ekosustava.

Jedan od ponosnih partnera ovog pametnog projekta je i Algebra, najveća privatna obrazovna institucija u Hrvatskoj, koja je snažno orijentirana na znanstvene projekte koji doprinose društvu i gospodarstvu.

* Sadržaj omogućila Algebra