На морське дно опустили "валізу з мікроскопом": розгадано таємниці, які не очікували відкрити

Під час нового дослідження вчені створили мікроскоп, керований водолазом — апарат дістав назву Benthic Underwater Microscope imaging PAM, або BUMP, і містить у собі методи імпульсно-амплітудної модуляції світла (PAM), щоб запропонувати безпрецедентний погляд на фотосинтез коралів у мікромасштабах, пише PHYS.org.

Нова система дала змогу вивчити здоров'я і фізіологію коралових рифів у їхньому природному середовищі існування, просуваючи багаторічні зусилля з пошуку причини масового знебарвлення коралів. У результаті вченим з Інституту океанографії Скриппса Каліфорнійського університету в Сан-Дієго вдалося розкрити складні процеси, що підтримують життя коралів.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Передовий підводний мікроскоп

Інженери й морські дослідники з Лабораторії підводної візуалізації Джаффе в Океанографії Скриппса спроєктували й побудували передовий мікроскоп. Система вже надала перші нові відомості про взаємини між коралами та симбіотичними мікроводоростями, що підтримують їхнє здоров'я. Вчені вперше показали, наскільки добре окремі водорості синтезують у тканинах коралів.

За словами провідного автора дослідження, наукового співробітника Scripps Oceanography Ора Бен-Цві, новий мікроскоп по суті став величезним технологічним стрибком у царині оцінки здоров'я коралів.

Корали по всьому світу занепадають

Попередні дослідження вже показали, що корали по всьому світу занепадають, втрачаючи свої фотосинтетичні симбіотичні водорості — цей процес відомий як знебарвлення коралів. Тепер у вчених нарешті є інструмент, що дає змогу досліджувати не тільки корали, а й мікроводорості в їхніх тканинах не інвазивно, а в природному середовищі існування.

Зазначимо, що корали — рифоутворювальні тварини, які не можуть фотосинтезувати самостійно. Натомість вони покладаються на мікроводорості, що живуть усередині їхніх тканин. Ці симбіотичні водорості використовують сонячне світло, вуглекислий газ і воду для виробництва кисню і багатих на енергію цукрів, які підтримують ріст коралів, а відтак і формування рифів.

Ці водорості мікроскопічні й сягають лише близько 10 мікрометрів — для порівняння, це близько однієї десятої ширини людської волосини. Простими словами, вони занадто малі, щоб їх можна було помітити неозброєним поглядом. Коли корали зазнають стресу через потепління води або погані умови довкілля, вони втрачають ці мікроводорості, що призводить до блідого зовнішнього вигляду, а зрештою і голодування.

Процес знебарвлення коралів давно відомий, проте вчені все ще не розуміють, чому це відбувається. Однак тепер, завдяки новому мікроскопу, науковці можуть виміряти фотосинтез кожної окремої водорості та відобразити його у вищому розширенні. За допомогою цього інструменту вчені буквально проливають світло на біологічні процеси під водою, використовуючи методи вимірювання світла PAM для візуалізації флуоресценції та вимірювання фотосинтезу, а також використовуючи візуалізацію для створення 3D-сканів коралів з високою роздільною здатністю.

Передбачається, що дані, зібрані за допомогою нового інструменту, можуть виявити ранні попереджувальні ознаки, які з'являються до того, як корали зазнають незворотної шкоди від глобальних кліматичних змін, таких як морські хвилі тепла. Ці знання можуть допомогти в розробці стратегій пом'якшення наслідків для кращого захисту коралів.

Раніше Фокус писав про те, що вчені знайшли спосіб врятувати коралові рифи від закипання: що вони пропонують.