Учёные открыли десятки неизвестных существ в крупнейшей экосистеме Земли

У побережья Бразилии международная научная экспедиция обнаружила 31 новый для науки вид глубоководных организмов, обитающих в огромной слабо освещённой зоне океана между поверхностью, куда проникает солнечный свет, и глубокими океанскими слоями. Одновременно исследователи достигли ещё одного важного научного результата: впервые в морских условиях им удалось получить трёхмерное изображение живой клеточной структуры микроорганизма.







Работы проводились международной командой учёных на борту исследовательского судна «Falkor (too)», принадлежащего Институту океана Шмидта. Для подтверждения существования и описания новых видов, обнаруженных в тропических средних слоях Южной Атлантики у берегов Бразилии, специалисты использовали сочетание передовых методов визуализации и геномного секвенирования.

По словам руководителя экспедиции, зоолога Смитсоновского национального музея естественной истории Карен Осборн, средние слои океана представляют собой крупнейшую среду обитания на Земле и населены удивительными существами, которые человечество только начинает понимать и изучать.

Этот скрытый мир давно привлекает исследователей своей труднодоступностью, колоссальными размерами и необычными обитателями, многие из которых выглядят настолько странно, что напоминают внеземные формы жизни. Среди новых находок оказались завораживающие прозрачные многощетинковые черви рода Tomopteris, напоминающие призрачные нити, а также гребневики, перемещающиеся при помощи мерцающих пальцеобразных выростов.

Учёные также обнаружили гигантских ризарий — одноклеточных организмов, размеры которых настолько велики, что их можно увидеть невооружённым глазом. Несмотря на то что эти существа состоят всего из одной клетки, они достигают впечатляющих размеров по сравнению с большинством других одноклеточных организмов.

Карен Осборн отметила, что её продолжает поражать огромное разнообразие эволюционных решений, которые позволили этим существам выживать в столь суровой среде. Именно это, по её словам, побуждает исследователей задавать всё новые вопросы об устройстве океана.

Среди обитателей средних океанических глубин встречаются и другие необычные формы жизни. Например, личинкохордовые строят вокруг себя своеобразные «дома» из слизи, напоминающие воздушные шары. Эти структуры используются для фильтрации и улавливания мельчайших пищевых частиц, переносимых течениями.

Не менее удивительными оказались сифонофоры — колониальные организмы, состоящие из множества специализированных клонов, называемых зооидами. Каждый такой элемент выполняет собственную функцию, однако вместе они действуют как единое живое существо.

Особое значение экспедиции связано не только с обнаружением новых видов, но и с демонстрацией эффективности новейших технологий исследования океана. Благодаря им учёным удалось подтвердить существование большого количества ранее неизвестных организмов всего за несколько дней, тогда как раньше на подобную работу могли уходить годы или даже десятилетия.

Многие глубоководные животные имеют мягкие желеобразные тела, приспособленные к экстремальному давлению. Именно поэтому традиционные методы отбора образцов часто деформируют или повреждают такие организмы. Эта проблема долгое время оставалась одним из главных препятствий для изучения крупнейшей экосистемы планеты.

Чтобы избежать повреждения животных, исследователи использовали три современные системы визуализации, установленные на дистанционно управляемом подводном аппарате SuBastian. С их помощью удалось наблюдать и изучать обитателей средних глубин непосредственно в естественной среде.

Для создания трёхмерных изображений использовались прибор DeepPIV, основанный на методе велосиметрии по изображениям частиц, и система EyeRIS. Оба инструмента были разработаны специалистами Исследовательского института аквариума Монтерей-Бей (MBARI). Они позволяют бесконтактно сканировать организмы лазерами и создавать высокоточные трёхмерные модели.

Дополнительно применялась теневая камера, разработанная Японским агентством морских и земных наук и технологий. Она позволяла получать контрастные силуэты животных и выявлять мелкие анатомические детали, которые невозможно различить при лазерном сканировании.

Для изучения физиологии и поведения организмов учёные использовали ещё три неразрушающих метода исследования. Одним из наиболее впечатляющих достижений стало первое в истории проведение трёхмерной визуализации живых клеточных структур прямо во время морской экспедиции. Для этого применялся микроскоп Squid, разработанный в Стэнфордском университете. С его помощью исследователи смогли рассмотреть живые клеточные структуры и стекловидный скелет одноклеточного протиста.

Тот же микроскоп позволил получать сверхдетализированные трёхмерные изображения других организмов, включая отдельных светочувствительных клеток в необычно крупных глазах мелких ракообразных амфипод.

Кроме того, команда исследовала поведение животных с помощью приложения виртуальной реальности, созданного в Университете Западной Австралии, а также специальной гидродинамической «беговой дорожки», разработанной в Стэнфорде. Она представляет собой вертикальную кольцевую камеру, имитирующую бесконечный водный столб и позволяющую наблюдать за поведением микроорганизмов без вмешательства в их естественную среду.

Биоинженер MBARI Какани Катия подчеркнула, что для неё огромная честь не только наблюдать столь редкую и вдохновляющую жизнь средних океанических глубин, но и участвовать в её описании и популяризации с помощью новых неинвазивных технологий.

По мнению исследователей, сочетание современных методов визуализации, генетического анализа и цифровых инструментов открывает новые перспективы для морской науки. Учёные получают возможность сотрудничать между различными организациями и изучать животных непосредственно в их природной среде без необходимости отлова или причинения вреда.

Исполнительный директор Института океана Шмидта, физический океанограф Джиотика Вирмани отметила, что миссия организации заключается в продвижении технологических инноваций. По её словам, данная экспедиция стала уже третьим совместным рейсом с этой группой учёных и инженеров, направленным на испытание и дальнейшее совершенствование оборудования для исследования средних океанических глубин. 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 используя технологии виртуальной реальности.

Источник: salt.mediasalt.ru

уникальные шаблоны и модули для dle