Denník N

Vedci vyvinuli podvodný mikroskop, pozorovali „bozkávajúce sa“ koraly (+ video)

Jav podobný bozkávaniu, ale aj boj medzi rôznymi druhmi koralov. To všetko je možné pozorovať zblízka na morskom dne vďaka novému podvodnému mikroskopu. Foto – Scrippsov inštitút oceánografie, UC San Diego
Jav podobný bozkávaniu, ale aj boj medzi rôznymi druhmi koralov. To všetko je možné pozorovať zblízka na morskom dne vďaka novému podvodnému mikroskopu. Foto – Scrippsov inštitút oceánografie, UC San Diego

„Koralie vojny“, „bozkávanie sa“ koralov, ale aj výskum blednutia koralových útesov. To všetko môžeme pozorovať vďaka novému podvodnému mikroskopu.

Pomerne veľké množstvo dôležitých biologických procesov prebieha v moriach a oceánoch na mikroskopickej škále.

Napríklad dynamika koralových útesov, fotosyntéza vo fytoplanktóne blízko pri hladine alebo mineralizácia morského dna činnosťou mikroorganizmov.

Štúdium týchto procesov v laboratórnych podmienkach je veľmi zložité až nemožné. Odobratím vzorky z koralu na jeho podrobné štúdium dôjde k výraznému poškodeniu pôvodného koralového útesu. Takáto vzorka neposkytuje úplnú informáciu, pretože sa už nenachádza vo svojom prirodzenom a vysoko komplexnom prostredí.

Na prekonanie týchto problémov bolo potrebné vyvinúť metódu, ktorá by umožňovala pozorovanie vzoriek pod vodou v reálnom čase a bez poškodenia.

To sa podarilo skupine amerických a izraelských vedcov na čele s Julesom Jaffom. Zostrojili podvodný mikroskop, ktorý poskytuje 3D záznam morského dna v reálnom čase a bez poškodenia pozorovaných organizmov.

O svojich zisteniach informovali v časopise Nature Communications.

3D podvodná mikroskopia

„Procesy prebiehajúce na mikroskopickej škále významne ovplyvňujú morské ekosystémy, ako napríklad koralové útesy a kelpové lesy (morská tráva). Vďaka komplexnej a dynamickej povahe oceánov sa dá najviac informácií získať štúdiom týchto procesov v ich prirodzenom prostredí, no je to zložité,“ napísali autori v abstrakte štúdie.

Vyvinuli technológiu BUM (z angličtiny Benthic Underwater Microscope) – pozostáva z podvodného počítača s rozhraním potrebným na potápanie a z mikroskopickej jednotky s rozlíšením takmer jedného mikrometra.

Okrem bežných snímok vo viditeľnom spektre dokáže snímať aj fluorescenčné zábery. Obsahuje zväčšovacie šošovky, ale aj špeciálne flexibilné šošovky podobné tým v ľudskom oku, vďaka ktorým mení zaostrenie a zaznamenáva prostredie v 3D.

SioComm_ BUM_DiverOperation-crop_0
Andrew Mullen počas práce s mikroskopom BUM. Foto – Scrippsov inštitút oceánografie, UC San Diego

„Ide o prvý podvodný mikroskop, ktorý dokáže zaznamenať morské dno v takom rozlíšení. Tento systém dokáže rozpoznať prvky také malé ako jednotlivé bunky, vysvetlil v správe univerzity Andrew Mullen, doktorand na UC San Diego a hlavný autor výskumu.

Mikroskop po zostrojení odskúšali na pobreží Červeného mora pri Izraeli a pri ostrove Maui na Havaji.

Bozkávanie koralov

Vďaka použitiu tohto inovatívneho podvodného zariadenia dokázali vedci pozorovať procesy prebiehajúce na koralových útesoch. Mierka pozorovaných organizmov neprekročila jeden milimeter.

Vďaka tomu bádatelia zachytili jav podobný bozkávaniu medzi jednotlivými polypmi na koraloch (polyp je jednotlivý organizmus, ktorých súbor vytvára celý koral).

Toto „bozkávanie“, počas ktorého sa polypy vzájomne dotýkajú svojimi gastrovaskulárnymi otvormi, výskumníci vysvetľujú ako istú formu spoločného kŕmenia – nastávalo vždy po tom, čo polypy zachytili planktón. Ide o veľmi nezvyčajný akt, pretože polypy si môžu vymieňať živiny aj inak.

Okrem zvláštneho bozkávania sa medzi polypmi toho istého druhu pozorovali bádatelia aj vojny koralov. Ak sa k sebe priblížili koraly rôznych druhov, vypustili na seba niťovité filamenty. Z nich vypúšťali enzýmy, ktorými sa snažili konkurenčný polyp stráviť.

Podvodný mikroskop zachytil „bozkávanie“ koralov. Zdroj – Youtube

Výskum blednutia koralov

Podvodný mikroskop použili vedci aj na pozorovanie blednúcich koralových útesov pri havajskom pobreží. Toto blednutie nastáva počas procesu, v ktorom jednobunkové riasy opúšťajú koralové polypy počas ohrievania morskej vody.

Bez rias koral stráca nielen farbu, ale aj odolnosť. Vďaka tomu ho môžu napadnúť invazívne formy rias, neskôr polypy dokonca prerastú.

Mikroskopom vedci odhalili, že invazívne druhy rias nerastú priamo na koraloch, ale skôr v priestoroch medzi nimi. Autori štúdie si myslia, že také priestory sú náchylnejšie voči napadnutiu invazívnymi druhmi rias. Tam navyše vytvárajú doteraz neobjavený vzor včelích plástov.

Dostupné z doi: 10.1038/ncomms12093.

Teraz najčítanejšie