Исследователи разработали новый способ изучения жизни в океане

Новый вращающийся микроскоп создали ученые в Стэнфордском университете США для отслеживания поведения подводных микроорганизмов во время их ежедневных вертикальных миграций. Об этом 17 августа опубликована статья в журнале Nature Methods.

Ежедневное путешествие микроскопического планктона с глубин океана к его поверхности является ключом к пониманию важнейших планетарных процессов, но до сих пор оставалось в значительной степени не изученным.

Созданный учеными новый вращающийся микроскоп впервые позволит наблюдать за поведением этих микроорганизмов и отслеживать молекулярные процессы, происходящие во время их подъема к поверхности океана.

«Это совершенно новый способ изучения жизни в океане», — сказал первый автор исследования, аспирант кафедры машиностроения в Стэнфорде Дипак Кришнамурти.

По словам старшего автора исследования, доцента Ману Пракаша, это нововведение может открыть новое окно в тайную жизнь океанических организмов и экосистем: «Это открывает научные возможности, о которых мы до сих пор только мечтали».

На Земле половина всех превращений углерода в органические соединения происходит в океане, причем планктон выполняет большую часть этой работы. Огромная роль крошечных существ в этом процессе, известном как фиксация углерода, и в других важных планетных циклах была плохо изучена в огромных просторах океана.

Для этого исследователи разработали вертикальный следящий микроскоп, позволяющий следить за так называемой «гидродинамической беговой дорожкой».

Для проведения полевых испытаний ученые развернули прибор на морской станции Хопкинса Стэнфорда в Монтерее, в Пуэрто-Рико, а также на исследовательском судне у берегов Гавайев.

С помощью инновационного микроскопа удалось отследить поведение различных микроорганизмов, ранее неизвестное науке.

Например, он показал в мельчайших деталях, как личинки морских существ с калифорнийского побережья, такие как морской огурец и тихоокеанский морской еж «Песчаный доллар», используют различные методы перемещения по морю, начиная от устойчивого парения до частых изменений плавательных движений с помощью биения ресничек.

Устройство также выявило вертикальное плавательное поведение одноклеточных организмов, таких как морские динофлагелляты, что может позволить ученым связать это поведение с такими экологическими явлениями как цветение водорослей.

В Пуэрто-Рико исследователи наблюдали, как диатомовая водоросль — микроорганизм без плавательных придатков, постоянно меняла свою собственную плотность, чтобы падать и подниматься в воде. Возможность такого поведения организмов до сих пор остается загадкой для ученых.

«Это как если бы кто-то сказал вам, что камень может плавать, а затем тонуть и снова плавать», — сказал Кришнамурти.

Исследователи работают над дальнейшим расширением возможностей микроскопа, практически отображая все аспекты физических параметров, которые испытывает организм, погружаясь в глубины океана, включая экологические и химические сигналы и гидростатическое давление.