Tarptautiniuose vandenyse prie Brazilijos krantų vykdytos ekspedicijos metu, pasitelkus naujausias vaizdo sistemas, buvo patvirtintos naujos gyvūnų rūšys ir stebėta gyvo mikrobo trimatė ląstelių struktūra – tai pirmasis toks atvejis jūriniuose tyrimuose, skelbia Schmidto vandenyno institutas.
Pasitelkę pažangias technologijas mokslininkai tyrė pelaginius vandenyno sluoksnius – vandenį tarp saulės spindulių apšviečiamo sluoksnio ir jūros dugno – sudarančius didžiausią, tačiau mažiausiai ištirtą gyvybei tinkamą ekosistemą Žemėje. Naujų rūšių identifikavimas ir aprašymas mokslininkams gali užtrukti dešimtmečius, tačiau naudotos technologijos ir ekspertų sukauptos žinios leido jiems per kelias dienas patvirtinti, kad šios rūšys yra naujos.
Sąraše rikiuojasi šoniplauka – krabams ir omarams gimininga vėžiagyvių rūšis, plonas kaip voratinklis kirminas, judantis greičiau, nei mokslininkai tikėjosi, atsižvelgdami į jo kūno formą, devynios medūzos, septyni sifonoforai – medūzoms ir koralams giminingi kolonijiniai organizmai, septyni šukuočiai, garsėjantys savo spindinčiomis blakstienėlėmis, padedančiomis judėti vandenyje, keturios apendikuliarijos – gleivių nameliuose gyvenančios buožgalvius primenančios būtybės, kurios pagal savo sandarą artimesnės žmonėms nei bestuburiams, ir du milžiniški protistai – plika akimi matomi vienaląsčiai organizmai.
„Didžiausioje buveinėje Žemėje – pelaginiame vandens sluoksnyje – knibždėte knibžda neįtikėtinų gyvūnų, kuriuos mes tik dabar pradedame suprasti, – sakė ekspedicijos vyriausioji mokslininkė, dr. Karen Osborn iš Smithsono nacionalinio gamtos istorijos muziejaus. – Man vis dar kelia susižavėjimą fantastiška sprendimų, kuriuos jie ištobulino, siekdami išgyventi šioje sudėtingoje aplinkoje, įvairovė, ir tai skatina dar giliau nerti į mūsų vandenyno tyrimus.“
Pasak K. Osborn, tyrėjai pastebėjo, kad pelaginiuose vandens sluoksniuose gyvenančių organizmų įvairovė ir gausa buvo kur kas didesnė, nei tikėtasi. Tarp jų užfiksuotų gyvūnų buvo stikliniai kalmarai ir pelaginis aštuonkojis, maitinęsis ryškiai raudona medūza.
Naujų rūšių identifikavimui naudotos tiek vaizdo gavimo sistemos, tiek genetiniai tyrimai.
Vaizdo gavimo sistemas sudarė MBARI (Monterey Bay Aquarium Research Institute) „Bioinspiration Lab“ laboratorijoje sukurti „DeepPIV“ (dalelių vaizdo greičio matavimo) ir „EyeRIS“ (nuotolinio vaizdo gavimo) prietaisai. Jie buvo pritvirtinti prie Schmidto vandenynų instituto nuotoliniu būdu valdomo povandeninio aparato „SuBastian“.
„DeepPIV“ ir „EyeRIS“ yra sudėtingi, neinvaziniai jūrų gyvūnų skenavimo įrankiai, kuriuose naudojami lazeriai, nuskaitantys organizmus ir sukuriantys jų 3D vaizdus. Be to, prie savo povandeninio aparato tyrėjai pritvirtino Japonijos jūrų ir žemės mokslų bei technologijų agentūros (JAMSTEC) šešėlių fotografavimo kamerą, galinčią užfiksuoti smulkesnes, 3D skenuose nematomas gyvūnų detales. Šie vaizdai padeda mokslininkams apibūdinti gyvūnų formą ir vidinę sandarą, nepaimant jų iš natūralios aplinkos.
„Nepaprasta garbė ne tik stebėti ir prisiliesti prie retos ir be galo įkvepiančios pelaginio vandens sluoksnio gyvūnijos, bet ir turėti galimybę prisidėti prie jos aprašymo bei plačiai dalytis šia informacija, naudojant naujoviškas, neinvazines technologijas“, – sakė MBARI „Bioinspiration Lab“ vyriausioji inžinierė dr. Kakani Katija.
Daugelis pelaginiuose vandens sluoksniuose gyvenančių gyvūnų yra želė konsistencijos, jų kūnai minkšti ir trapūs, todėl tradiciniai mėginių ėmimo metodai dažnai juos pažeidžia. Siekdami išspręsti šią problemą ekspedicijoje dalyvavę mokslininkai pasinaudojo papildomomis technologijomis, leidžiančiomis stebėti gyvūnus kontroliuojamoje aplinkoje, imituojančioje jų natūralią buveinę. Tarp jų buvo Vakarų Australijos universitete sukurta virtualios realybės kamera ir Stanfordo universitete pagaminta „gravitacijos mašina“ – mikrobų tyrimams pritaikytas specializuotas mikroskopas, veikiantis kaip hidrodinaminis bėgimo takelis.
Mokslininkai pasinaudojo dar vienu Stanfordo universitete sukurtu mikroskopu, padėjusiu gauti naujos informacijos apie pelaginiuose vandens sluoksniuose gyvenančių gyvūnų fiziologiją. Pasitelkus „Squid“ mikroskopą mokslininkams pirmą kartą jūrų tyrimų istorijoje pavyko užfiksuoti gyvų organizmų vidines ląstelių struktūras 3D formatu. Vienas iš nufotografuotų organizmų buvo protistu vadinamas didelis vienaląstis mikroorganizmas. Mikroskopas leido tyrėjams stebėti, kaip protisto ląstelinė struktūra sąveikauja su jo „stikliniu“ skeletu.
„Tai atveria naujas galimybes giliavandenių organizmų fiziologijos tyrimams, susiejant ląstelių struktūrą su organizmo funkcionavimu. Dabar galime stebėti gyvus vidinius procesus, vykstančius šiuose ekstremaliomis sąlygomis gyvenančiuose organizmuose, prisitaikiusiuose ištverti milžinišką slėgį ir tamsą“, – sakė dr. Manu Prakashas iš Stanfordo universiteto.
Naudodami aukštos skiriamosios gebos vaizdus mokslininkai laive atliko surinktų pavyzdžių DNR nuskaitymą – tai leido dr. Cheryl Ames iš Tohoku universiteto ir dr. Johno Burnso iš Bigelow laboratorijos vadovaujamiems tyrėjams greitai identifikuoti naujas rūšis.
„Šioje ekspedicijoje naudotos naujos technologijos leidžia pažvelgti į jūrų biologijos mokslo ateitį, – sakė Schmidto vandenyno instituto vykdomoji direktorė dr. Jyotika Virmani. – Schmidto vandenyno instituto misija yra skatinti technologijų pažangą – tai buvo mūsų trečioji ekspedicija, vykdyta bendradarbiaujant su šia mokslininkų ir inžinierių komanda, siekiant išbandyti ir toliau tobulinti novatorišką pelaginiuose vandens sluoksniuose naudojamą įrangą. Mes tikimės, kad ateityje mokslininkai tyrinės jūrų gyvybę taip pat elegantiškai, kaip tai darė šie ekspertai, ir tyrimai vis dažniau vyks virtualioje realybėje.“
