Океан открыл свои тайны: 31 новый вид и революционный метод съемки ( 4 фото )
Неизведанный мир сумерек
Международная группа ученых совершила прорыв в исследовании океана. У побережья Бразилии, в так называемой сумеречной зоне — слое воды между освещенной солнцем поверхностью и полной темнотой глубин — было обнаружено 32 ранее неизвестных вида живых организмов. Параллельно с этим команде удалось достичь уникального результата: впервые в истории морской экспедиции было получено трехмерное изображение живой клеточной структуры микроорганизма.
Работы велись на борту научно-исследовательского судна «Falkor (too)», принадлежащего Институту океана Шмидта. Для подтверждения открытий и детального описания новых форм жизни, найденных в тропических водах Южной Атлантики, специалисты применили комбинацию передовых методов визуализации и генетического секвенирования.
Как отметила руководитель экспедиции, зоолог Смитсоновского национального музея естественной истории Карен Осборн, средние слои океана представляют собой крупнейшую экосистему на планете. Они населены удивительными созданиями, которые человечество только начинает постигать.
Этот скрытый мир издавна привлекает исследователей своей недоступностью, огромными масштабами и необычными обитателями, многие из которых выглядят настолько фантастично, что напоминают инопланетные формы жизни. В число новых находок вошли завораживающие прозрачные многощетинковые черви рода Tomopteris, похожие на призрачные нити, и гребневики, передвигающиеся с помощью мерцающих пальцеобразных выростов.
Также были обнаружены гигантские ризарии — одноклеточные организмы, которые, несмотря на свое простое строение, достигают таких размеров, что их можно увидеть невооруженным глазом. По словам Карен Осборн, ее поражает невероятное разнообразие эволюционных решений, позволивших этим существам выживать в суровых условиях, что побуждает ученых задавать все новые вопросы об устройстве океана.
Среди обитателей сумеречной зоны встречаются и другие необычные формы. Например, личинкохордовые строят вокруг себя своеобразные «дома» из слизи, напоминающие воздушные шары, которые служат для фильтрации и улавливания мельчайших частиц пищи. Не менее удивительны сифонофоры — колониальные организмы, состоящие из множества специализированных клонов (зооидов), каждый из которых выполняет свою функцию, но все вместе они действуют как единое целое.
Технологический прорыв
Особое значение экспедиции придает не только открытие новых видов, но и демонстрация эффективности новейших технологий. Благодаря им удалось подтвердить существование большого числа ранее неизвестных организмов всего за несколько дней, тогда как раньше на подобную работу уходили годы.
Многие глубоководные животные имеют мягкие, желеобразные тела, приспособленные к экстремальному давлению. Традиционные методы отбора проб часто деформируют или повреждают их, что долгое время было главным препятствием для изучения крупнейшей экосистемы. Чтобы избежать этого, исследователи использовали три современные системы визуализации, установленные на дистанционно управляемом аппарате SuBastian. Это позволило наблюдать за обитателями глубин в их естественной среде.
Для создания трехмерных изображений применялись приборы DeepPIV (основанный на методе велосиметрии) и EyeRIS, разработанные в Исследовательском институте аквариума Монтерей-Бей (MBARI). Они бесконтактно сканируют организмы лазерами и создают высокоточные 3D-модели. Дополнительно использовалась теневая камера, созданная Японским агентством морских и земных наук и технологий, которая позволяла получать контрастные силуэты и выявлять мелкие анатомические детали, невидимые при лазерном сканировании.
Для изучения физиологии и поведения применялись еще три неразрушающих метода. Одним из самых впечатляющих достижений стало первое в истории проведение трехмерной визуализации живых клеточных структур прямо во время морской экспедиции. Для этого использовался микроскоп Squid, разработанный в Стэнфордском университете. С его помощью ученые смогли рассмотреть живой стекловидный скелет одноклеточного протиста и сверхдетализированные изображения светочувствительных клеток в необычно крупных глазах мелких ракообразных амфипод.
Кроме того, команда изучала поведение животных с помощью приложения виртуальной реальности, созданного в Университете Западной Австралии, и специальной гидродинамической «беговой дорожки» из Стэнфорда — вертикальной кольцевой камеры, имитирующей бесконечный водный столб.
Биоинженер MBARI Какани Катия подчеркнула, что для нее большая честь не только наблюдать за редкой жизнью средних глубин, но и участвовать в ее описании с помощью новых неинвазивных технологий.
По мнению исследователей, сочетание современных методов визуализации, генетического анализа и цифровых инструментов открывает новые перспективы для морской науки. Ученые получают возможность сотрудничать и изучать животных в их среде обитания, не причиняя им вреда. Исполнительный директор Института океана Шмидта, физический океанограф Джиотика Вирмани, отметила, что миссия организации — продвигать технологические инновации. Она выразила надежду, что в будущем морские биологи смогут изучать океаническую жизнь столь же изящно и эффективно, как это было продемонстрировано в ходе нынешней экспедиции, в том числе с использованием технологий виртуальной реальности.
Какое открытие вас впечатлило больше всего?