Skleisti šviesą neliečiamoms jūros būtybėms

Skleisti šviesą neliečiamoms jūros būtybėms

Septynių rankų aštuonkojis, Haliphron atlanticus, sveria tiek pat, kiek žmogus ir persekioja giliuose, tamsiuose vandenyse nuo Naujosios Zelandijos iki Brazilijos ir Britų Kolumbijos. Tiek mažai žmonių matė šią gyvą būtybę, kad tyrėjai turi jį ištirti mirus – paprastai kaip purpurinės mėsos kauburėlį, kuris išplaunamas į krantą arba virsta tinkleliu. 1984 metais Norvegijos žvejybinis traleris paėmė gyvą septynrankį aštuonkojį, tačiau „paguldytas ant denio kūnas sugriuvo“, tuomet rašė vietinis zoologas. Jis pridūrė, kad iš gyvos būtybės liko „maišo formos, didelis ir atlapus“. Dar vienas atrado Pietų Ramiojo vandenyno tyrimų tralą dviejų tūkstančių pradžioje, tačiau konservavimo procesas pavertė jį „užšalusiu gabalėliu“, rašė milžiniškų kalmarų ekspertas Steve’as O’Shea. Kai jūros gyvūnai yra per subtilūs, kad juos būtų galima sugauti ir išlaikyti nepažeistus, moksliniai pasakojimai paprastai atrodo tokie pat kliniški ir vaiduokliški, kaip ir skrodimai. Tyrėjai beveik nieko nežino, kaip jie iš tikrųjų gyvena.

2018 m. spalį, priešingai, prie San Diego, Kalifornijos krantų, pamačiau septynių rankų aštuonkojį. Buvau vienas iš kelių giliavandenių mokslininkų, dirbančių mokslinių tyrimų laive „Falkor“, žiūrėdamas tiesioginį vaizdo įrašą, kol mano kolegos vairasvirte svirdavo nuotoliniu būdu valdomą transporto priemonę arba ROV palei jūros dugną. Filmuotoje medžiagoje, kuri buvo tiesiogiai transliuojama internete, buvo matyti keistas ir gražus gyvūnas: permatomų čiuptuvų pluoštas, kuris tarsi kyšulys velkasi už svogūninės purpurinės galvos. (Rūšis turi aštuonias rankas, tačiau viena dažnai yra paslėpta.) Jos beveik komiška, niūri akis žvelgė atgal į kamerą. Mes atmetėme ROV pagrindinę misiją – jūros dugne prasiskverbiančio metano paiešką – sekti aštuonkojį.

Buvome sužavėti, bet ir susidūrėme su siaubinga dilema. Ar paliekame būtybę ramybėje kelioms brangioms pasyvaus stebėjimo minutėms, kol ji nenuslysta? O gal bandome grąžinti jį į laboratoriją vientisą gabalą ir ištirti jo fiziologiją, kai jis nyksta nelaisvėje? Bandymas sugauti jį naudojant ROV roboto leteną būtų toks pat gremėzdiškas, kaip siūti mūvint kumštines pirštines, nes gali susidaryti netvarka, todėl nusprendėme atidaryti mėginių dėžę ir manevruoti automobilio dydžio mašiną aštuonkojo link, po centimetrą. . Tačiau žinojome, kad ROV sraigtai gali jį sugauti sūkuryje ir susmulkinti į dalis.

Suklupau, kai ROV, kaip automobilis, bandantis aplenkti vienos juostos greitkelyje, slinko į priekį. Transliuotojo komanda pasirinko kitą kameros kampą ir nutildė mūsų nervingus pokalbius, jei scena taptų negraži. Kai ROV trumpam pagavo aštuonkojį savo grimzle, mes aiktelėjome, supratę, kokios rizikingos mūsų pastangos. To buvo per daug: nusprendėme užstatą. Patirtis privertė mus pripažinti, kad kai kurios mūsų sudėtingiausios mokslinės priemonės, tokios kaip ROV, kurios naujai aiškiai ir tiksliai tyrinėjo vandenyno plotus, vis dar rizikuoja sunaikinti tai, ką norime ištirti.

Nesuskaičiuojama daugybė gyvybės formų, eterinių ir želatinių, plūduriuoja tarp saulės apšviestų seklumos ir niūrių gelmių. Kasdienės jų migracijos sujudina vandenyną taip pat, kaip vėjas ar potvyniai, o krintantys lavonai ir atliekos maitina gyvybę jūros dugne. Tačiau, kadangi mums trūksta subtilių technologijų, leidžiančių juos pažinti, nykstamai mažai žinome apie jų elgesį, vietą maisto tinkle, net jų dydį ir formą. Bėgant metams mokslininkai bandė sukurti švelnesnį prisilietimą, pavyzdžiui, su narveliais, kurie susilanksto po vandeniu; putoti pirštai, valdomi rankomis nešiojamų jutiklių; ir futuristinės, į makaronus panašios sruogos, galinčios priglausti būtybę, tačiau net ir šios naujovės kelia pavojų medūzą paversti konfeti. Šių slidžių būtybių prigimtis priešinasi mūsų pažangai; negalime jų laikyti, kad nesutraiškytume jų glėbyje. Kaip suprasti gyvūną, kurio negalite liesti?

Kakani Katija, vadovaujanti Bioinspiration laboratorijai Monterey Bay akvariumo tyrimų institute (MBARI), iš pradžių ketino studijuoti skrydį į kosmosą. Ji užaugo Portlande, Oregone ir daug vakarų praleido žiūrėdama „Žvaigždžių kelio“ kartojimą. Ją sužavėjo nuoširdi serialo tyrinėjimų dvasia: „Starship Enterprise“ įgula keliavo per kosmosą, „susitikdama su ateiviais ir bandydama su jais bendrauti bei iš jų mokytis“, – pasakojo man Katija. Tuo metu, kai Katija įstojo į aeronautikos magistrantūros studijų programą Caltech, ji vis labiau nusivylė privačia kosmoso pramone. Ji mokėsi pas bioinžinierių Johną Dabiri, kuris tyrinėjo, kaip juda medūzos, tikėdamasi rasti kitą karjeros kelią. Ji suprato, kad vanduo juda aplink jūros gyvius taip pat, kaip oras teka aplink lėktuvo sparnus, ir naudojo aerokosminę techniką, vadinamą dalelių vaizdo velocimetrija arba PIV, kad matematiškai modeliuotų vandenį ir medūzas. 2009 m. jos tyrimai parodė, kaip medūzos ir jų minkštakūniai giminaičiai, vadinami želata. MBARI mokslininkas Stevenas Haddockas, kartu suplaka vandenyną, kaip milijonai šaukštų, maišydami vieningai.

2014 m. Katija kartu su ekologu Bruce’u Robisonu prisijungė prie RV Western Flyer tyrimų ekspedicijos. (Laivas pavadintas žvejybos laivo, kurį išgarsino rašytojas Johnas Steinbeckas, vardu.) Kai ROV juda vandeniu, jo priekiniai žibintai prasiskverbia per tamsą ir paverčia jį klaikiai mėlyna, tarsi prožektoriai, nukreipti į tuščią sceną. Tą dieną vaizdo įraše Katija pamatė kumščio dydžio švytintį rutulį su svirduliuojančia uodega, kurį supa banguojančio šiukšlių maišo dydžio gleivių debesis. Keista struktūra – net ir šis žodis atrodė per tvirtas – buvo nepanaši į nieką, ką Katija matė. „Iš karto man kilo klausimų“, – prisiminė ji. „Ką yra Šis dalykas? Tiesiog iš esmės, kaip tai egzistuoja?

Jos kolegos jai pasakė, kad ji žiūri į milžinišką lervą, Bathochordaeus stygius, kurį tyrinėtojai dešimtmečius stengėsi suprasti. Kaip jo kūno dalys susiliejo ir kodėl? Koks buvo į tinklą panašios plėvelės, apjuosusios gyvūną, tikslas? Kontroliuojamoje laboratorijos aplinkoje Katija galėjo atkurti jos anatomiją, nufotografuodama dideliu greičiu dalelių, tekančių per būtybę ir aplink ją, vaizdo įrašą. Tačiau ji matė, kad milžiniška lerva greičiausiai suirtų, jei bandytų ją užfiksuoti. „Mane tarsi užkabino ši idėja, kad galime tiek daug sužinoti apie vandenyne esančias sistemas, jei tik galėtume jas stebėti ir kiekybiškai įvertinti“, – sakė ji.

Po kruizo Katija ėmėsi „Western Flyer“ ROV komplektavimo vieno vato lazerine sistema. Ji tikėjosi nuskaityti želatą jų natūralioje buveinėje ir išmokyti kompiuterius atkurti jų kūnus. 2015 metais ji prisijungė MBARI kaip doktorantūros stažuotoja ir išbandė savo sistemą, kurią ji vadina Deep PIV, su milžiniškomis lervomis Monterėjaus įlankoje. Tai veikė daug geriau, nei ji galėjo tikėtis. Lazeris apšvietė skirtingas permatomų gyvūnų plokštumas, o didelės raiškos kamera užfiksavo išsklaidytą šviesą. Kai vaizdai buvo sukrauti į 3-D modelį, Katija ir jos komanda galėjo pamatyti šių paslaptingų būtybių vidinį veikimą. Kaip ir 3-D spausdintuvas, veikiantis atvirkščiai, Deep PIV sugebėjo realaus pasaulio figūras paversti skaičiuojamu gyvūno planu. Mokslininkai galėjo pasukti ir pasukti kompiuterinį modelį be pavojaus sunaikinti subtilias kūno dalis.

Deep PIV atskleidė, kad milžiniškos lervos, kurią mokslininkai vadina savo namais, išskiriama tinklinė išorė išfiltruoja dideles daleles, kurios gali užkimšti gyvūno virškinimo sistemą. Namas iškyla visiškai suformuotas iš gyvūno galvos ir išsipučia maždaug per valandą. Kažkuriuo momentu – kada ir kodėl lieka paslaptis – lerva jį išmeta, džiugindama apačioje jūros dugne laukiančius šiukšlintojus. Katija namą laiko įmantresniu nei tinklai, kuriuos vorai kuria iš šilko gijų. Lervos „išskiria gatavą produktą – struktūrą, kuri sėdi ant galvos, o paskui ją susprogdina kaip balioną“, – pasakojo ji. „Gana neįtikėtina, ką daro šie „paprasti“ gyvūnai. Ji svarsto, ar jie netgi galėtų įkvėpti lengvus, pripučiamus modulius erdvėje.

Gelata gali būti pagrindinė povandeninio gyvenimo rūšis. Jie išsivystė anksti ir dažnai Žemės istorijoje; atrodo, kad jie be vargo dreifuoja vandenyne ir iš jo taip, kad ištrintų ribą tarp kūno ir pasaulio. Kiti minkštakūniai jūros gyvūnai, tokie kaip aštuonkojai ir kalmarai, išsivystė savarankiškai, bet panašu, kad jų anatomija yra panaši. Vis dėlto mokslininkai daug geriau tyrinėja gyvūnus, kuriuos jie gali rinkti ir išardyti, pavyzdžiui, kaulėtas žuvis, kurios atsirado maždaug po dviejų šimtų penkiasdešimt milijonų metų po ankstyviausios medūzos. Tai palieka didžiulę spragą mūsų supratime apie ankstyvuosius jūros gyvūnus ir gyvenimą vandens viduryje, didžiuliame regione tarp paviršiaus ir jūros dugno, kuriame klesti daug minkštakūnių būtybių.

„Paprastai praeina maždaug dešimt metų nuo to, kai pirmą kartą pamatomas gyvūnas, iki tikrojo tos rūšies aprašymo žurnale“, – pasakojo man Katija. Klimato kaitos ir masinio išnykimo metu dešimtmečio gali pakakti, kad naujai nustatyta rūšis išnyktų. Tačiau mokslininkai spartina atradimų procesą tyrinėdami jūros būtybes ten, kur jie gyvena, ir kurdami naujus būdus jiems stebėti. Praėjusiais metais, naudodama tik filmuotą medžiagą, tyrėjų komanda aprašė naujo tipo šukų želė, gyvenančią giliavandeniame kanjone į šiaurę nuo Puerto Riko. Proveržis buvo precedento neturintis, bet ir gana grubus: mokslininkai turėjo išstudijuoti vaizdo įrašą „beveik kadras po kadro“, žvelgdami į pikselius, kad suskaičiuotų šukas ir atsektų virškinamąjį traktą, tyrimams vadovavęs Allanas Collinsas. NOAA, man sakė. „Mes puikiai tai suvokėme, bet turėdami kažką panašaus į „Deep PIV“, žinotume daug daugiau“, – sakė jis.

Dhugal Lindsay, Japonijos Jūrų ir Žemės mokslo ir technologijų agentūros mokslininkas, daugelį metų dokumentuoja „protą sukrečiančią“ želatos įvairovę. „Mes bandėme rentgeno spindulius, bandėme MRT, bandėme kompiuterinę tomografiją“, – pasakojo Lindsay. „Tačiau kadangi šiuose želatininiuose organizmuose nėra jokių kietų dalių, sunku gauti 3D informaciją.“ Katijos požiūris virsta didžiausiu želatų iššūkiu – jos tokios plonos ir gležnos, kad jų neliesti – privalumu: pro juos gali prasiskverbti lazeriai ir apšviesti jų vidų. „Tai tikrai protinga“, – pasakė man Lindsay. Katijos komanda tą pačią techniką naudojo ant jūros kempinių ir plaukimo varpelių; galbūt vieną dieną lazeriai nušvies nepagaunamą septynių rankų aštuonkojį.

Vandenynas pripildytas svetimų būtybių, būtybių, kurios plūduriuoja, o ne krenta. Šia prasme Katija neatsitiktinai tamsiose jūros gelmėse rado vietą, kur nukreipti savo susidomėjimą kosmosu. Kad tyrinėtų nežinomybę, mokslininkams reikia naujų požiūrio taškų ir naujų matymo būdų; lazeriu aprūpintas ROV yra šiek tiek panašus į kosminį teleskopą, renkantis šviesą iš mums dar nesuprantamų vietų. Kitas Katijos tikslas – sukurti autonominę transporto priemonę, kuri ištisas dienas galėtų sekti geltą ir fiksuoti gyvūnus, kai jie dreifuoja ar plaukia. Ji tikisi, kad šie vaizdai gali atskleisti tai, ką gamtininkė Jane Goodall matė šimpanzėse: elgesį ir socialinę dinamiką, kurią gali užfiksuoti tik nuolatinis stebėjimas. „Mes susipažįstame su šiais organizmais taip, kaip anksčiau nepažinome“, – pasakojo man Katija. „Atrodo, kad mes tikrai matome juos pirmą kartą.“

.

Parašykite komentarą

El. pašto adresas nebus skelbiamas.