На морское дно опустили "чемодан с микроскопом": разгаданы тайны, которые не ожидали открыть

В ходе нового исследования ученые создали микроскоп, управляемый водолазом — аппарат получил название Benthic Underwater Microscope imaging PAM, или BUMP и включает в себя методы импульсно-амплитудной модуляции света (PAM), чтобы предложить беспрецедентный взгляд на фотосинтез кораллов в микромасштабах, пишет PHYS.org.

Новая система позволила изучить здоровье и физиологию коралловых рифов в их естественной среде обитания, продвигая многолетние усилия по поиску причины массового обесцвечивания кораллов. В результате ученым из Института океанографии Скриппса Калифорнийского университета в Сан-Диего удалось раскрыть сложные процессы, поддерживающие жизнь кораллов.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Передовой подводный микроскоп

Инженеры и морские исследователи из Лаборатории подводной визуализации Джаффе в Океанографии Скриппса спроектировали и построили передовой микроскоп. Система уже предоставила первые новые сведения о взаимоотношениях между кораллами и симбиотическими микроводорослями, поддерживающими их здоровье. Ученые впервые показали, насколько хорошо отдельные водоросли синтезируют в тканях кораллов.

По словам ведущего автора исследования, научного сотрудника Scripps Oceanography Ора Бен-Цви, новый микроскоп по сути стал огромным технологическим скачком в области оценки здоровья кораллов.

Кораллы по всему миру приходят в упадок

Предыдущие исследования уже показали, что кораллы по всему миру приходят в упадок, теряя свои фотосинтетические симбиотические водоросли — этот процесс известен как обесцвечивание кораллов. Теперь у ученых наконец-то есть инструмент, позволяющий исследовать не только кораллы, но и микроводоросли в их тканях не инвазивно, а в естественной среде обитания.

Отметим, что кораллы — рифообразующие животные, которые не могут фотосинтезировать самостоятельно. Вместо этого они полагаются на микроводоросли, живущие внутри их тканей. Эти симбиотические водоросли используют солнечный свет, углекислый газ и воду для производства кислорода и богатых энергией сахаров, которые поддерживают рост кораллов, а следственно и формирование рифов.

Эти водоросли микроскопические и достигают всего около 10 микрометров — для сравнения, это около одной десятой ширины человеческого волоса. Простыми словами, они слишком малы, чтобы их можно было заметить невооруженным взглядом. Когда кораллы подвергаются стрессу из-за потепления воды или плохих условий окружающей среды, они теряют эти микроводоросли, что приводит к бледному внешнему виду, а в конечном итоге и голоданию.

Процесс обесцвечивания кораллов давно известен, однако ученые все еще не понимают, почему это происходит. Однако теперь, благодаря новому микроскому, ученые могут измерить фотосинтез каждой отдельной водоросли и отобразить его в более высоком расширении. С помощью этого инструмента ученые буквально проливают свет на биологические процессы под водой, используя методы измерения света PAM для визуализации флуоресценции и измерения фотосинтеза, а также используя визуализацию для создания 3D-сканов кораллов с высоким разрешением.

Предполагается, что данные, собранные с помощью нового инструмента, могут выявить ранние предупреждающие признаки, которые появляются до того, как кораллы испытают необратимый ущерб от глобальных климатических изменений, таких как морские волны тепла. Эти знания могут помочь в разработке стратегий смягчения последствий для лучшей защиты кораллов.