Količina nepoznanica o planeti na kojoj živimo najdrastičnije se oslikava u trenutku kada ljudska tehnologija baci svjetlost na duboke, vodene slojeve svjetskih okeana. Tokom dvosedmične naučne ekspedicije u južnom Atlantiku, istraživači su otkrili čak 31 novu vrstu živih organizama.
Ovaj epohalni poduhvat omogućen je zahvaljujući revolucionarnoj tehnologiji vizuelnog skeniranja koja naučnicima omogućava da proučavaju najnježnija i najkrhkija stvorenja u njihovom izvornom okruženju, bez potrebe da ih izvlače na površinu gdje bi se njihova želatinasta tijela instant raspala.
Sva ova stvorenja, u rasponu od unikatnih meduza do amfipoda, pronađena su u takozvanoj „srednjoj vodi“ (midwater) – sloju između osunčane površine i okeanskog dna, koji bazično predstavlja najveći i najmanje istraženi naseljeni ekosistem na Zemlji.
Ekspedicija Falkor (too): Proboj u neistraženu zonu sumraka
Naučna misija pod nazivom Designing the Future 3 odigrala se na naprednom istraživačkom brodu Falkor (too), u vlasništvu Schmidt Ocean instituta, u vodama nedaleko od obale Fortaleze u Brazilu.
Glavni bazični cilj ove serije ekspedicija jeste demonstracija potpuno novih i radikalno boljih načina dokumentovanja ekstradinarne raznovrsnosti morskog života. „Najveće stanište na Zemlji, srednja voda, ispunjeno je nevjerovatnim životinjama koje tek počinjemo bazično razumijevati“, izjavila je dr. Karen Osborn, šefica naučnog tima iz Smithsonian nacionalnog muzeja prirodne istorije.
Mnoge od ovih životinja su meke, prozirne i želatinaste strukture, zbog čega ih je kroz istoriju bilo nemoguće adekvatno proučavati.
Tradicionalne metode podrazumijevale su njihovo hvatanje u grube mreže i bazično konzerviranje u teglama sa formalinom, ali bi taj agresivni uploader ostavljao životinje potpuno unakaženim, bez ikakve sličnosti sa njihovim stvarnim izgledom u vodi.
Zbog toga je naučnicima nekada trebalo i po nekoliko decenija da identifikuju i opišu samo jednu novu vrstu. Nova tehnologija je taj operativni proces skratila na svega nekoliko dana.
Laserski vid podvodnog robota SuBastian: DeepPIV i EyeRIS sistemi
Ključni adut ove ekspedicije bio je robotski ronilac (ROV) SuBastian, na koji su inženjeri montirali visokotehnološke, neinvazivne alate razvijene u laboratoriji Bioinspiration Lab – sisteme DeepPIV (laserska celularna velocimetrija) i EyeRIS (udaljeni slikovni sistem).
Ove mašine koriste napredne laserske zrake kako bi skenirale žive organizme u pokretu i od njih u milisekundi izgradile ultra-detaljne trodimenzionalne 3D modele.
Sistem DeepPIV koristi tanak sloj laserske svjetlosti koji bukvalno prolazi kroz prozirna tijela organizama, kreirajući trodimenzionalne skenove njihove unutrašnje anatomije i biomehanike, dok EyeRIS hvata spoljašnju arhitekturu kako prozirnih, tako i potpuno neprozirnih dubokomorskih bića.
Pored toga, robot je opremljen specijalnom Shadowgraph kamerom za hvatanje najsitnijih celularnih detalja i posebnim nježnim kanisterom za prikupljanje uzoraka tkiva radi sekvenciranja DNK koda.
Sifonofore kao kolonije organa i mikroskopija na otvorenom moru
Među novootkrivenim vrstama koje su registrovane u bazi podataka nalazi se jedan amfipod, jedna specifična nitasta glista, devet vrsta meduza, sedam sifonofora, sedam rebronoša (comb jellies), četiri larvacea i dva gigantska rizariana. Naučnike su posebno fascinirale nove sifonofore – srodnici meduza i korala koji su sastavljeni od nezavisnih, bazično samostalnih jedinica zvanih zooidi.
Svaki zooid se razvija iz jedne oplođene jajne ćelije i tehnički predstavlja zasebnu životinju, ali se oni moraju spojiti u savršeno funkcionalnu koloniju koja zajedno vari hranu, razmnožava se i kreće kroz vodu koristeći bazični mlazni pogon.
„Naši organi su unutar nas – imamo jetru, slezenu, i svi su zatvoreni unutar kože, pa se smatramo jednim organizmom.
Kod sifonofora je fascinantno to što se one smatraju kolonijama, ali funkcionišu kao ekvivalent organa, gdje su pojedinačni zooidi evoluirali da obavljaju ekstremno specifične uloge u ishrani, reprodukciji ili odbrani“, objašnjava dr. Kakani Katija.
Tim je takođe koristio Squid, mikroskop otvorenog koda razvijen na Stanfordu, kako bi po prvi put na moru izvršio 3D snimanje unutrašnjih ćelijskih struktura živog jednocelijskog mikropa (protista), posmatrajući u realnom vremenu kako njegova ćelijska masa bazično sarađuje sa njegovim staklenim skeletom.
Vještačka inteligencija i FathomVerse: Svi učestvuju u otkrićima
Rad na brodu Falkor (too) bio je izuzetno dinamičan i nepredvidiv, jer kako naučnici ističu, na otvorenom moru bazični planovi vrlo brzo padaju u vodu zbog promjene struja i ponašanja faune. Ova ekspedicija je napravila i istorijski iskorak u sferi građanske nauke i digitalne tehnologije kroz saradnju sa projektom FathomNet.
Cilj ove saradnje je izgradnja masivne biblioteke označenih vizuelnih materijala koja služi za treniranje vještačke inteligencije (AI) da samostalno prepoznaje i identifikuje morski život.
Kroz mobilnu aplikaciju FathomVerse, uploaderi video-materijala sa robotizovane podmornice SuBastian prenošeni su uživo na internet. To je omogućilo korisnicima i entuzijastima širom svijeta da u realnom vremenu gledaju snimke iz ponora i direktno učestvuju u istorijskim naučnim otkrićima u trenucima dok su se ona bazično dešavala na drugoj strani planete.
