Биоразведчики из прошлого: медузы с чипами погружаются туда, куда не дотянутся роботы

Ученые из Университета Колорадо в Боулдере (США) разработали уникальный способ изучения океанов с помощью "киборг-медуз" — лунных медуз, снабженных микроэлектронными устройствами, которые активируют мышцы плавания.

Эти технологии позволяют направлять животных в труднодоступные районы океана, собирая критически важные данные о температуре, кислотности (pH) и других характеристиках воды. Это инновационный подход к изучению океана, который сочетает в себе биологию и инженерию.

"Думайте о нашем устройстве как о кардиостимуляторе на сердце. Мы стимулируем плавательную мышцу, вызывая ее сокращения и поворачивая медуз в нужном направлении", — сказала инженер Николь Сюй.

Такой подход позволяет безопасно управлять медузами без их травмирования и одновременно собирать научные данные там, где обычные подводные аппараты не могут работать. Использование микроэлектронных устройств позволяет ученым точно контролировать движения медуз и направлять их в нужные районы океана.

Понимание изменений океанов: важность в условиях глобального потепления

Понимание изменений океанов особенно важно в условиях ускоряющегося глобального потепления. Теплые и более кислые воды угрожают морской жизни и экосистемам, а доступ к удаленным регионам океана с помощью обычных технологий часто слишком дорог или невозможен. Киборг-медузы могут стать решением этой проблемы. Они позволяют собирать данные в труднодоступных районах океана, которые важны для понимания процессов изменения климата.

Лунные медузы известны своей высокой энергоэффективностью — они существуют более 500 миллионов лет и сохранили простую, но эффективную структуру тела. У этих животных нет ни головного, ни спинного мозга, но есть перекрестные нервные сети, которые координируют движения.

Щупальца медуз короткие и тонкие, что позволяет им ловить зоопланктон и мелких ракообразных, при этом их стрекательные клетки (нематоцисты) безопасны для человека. Размер медуз варьируется от сантиметра до более 30 см в диаметре, что делает их удобными для экспериментов как с маленькими, так и с крупными особями. Их простота и эффективность делают их идеальными кандидатами для использования в качестве биоразведчиков.

Биоразведчики: погружение на экстремальные глубины и изучение недоступных мест

Лунные медузы обитают в разных океанских экосистемах, включая прибрежные воды и глубокие зоны. Они способны погружаться на экстремальные глубины, вплоть до Марианской впадины, которая находится примерно на 36 000 футов ниже поверхности. Такая способность делает их идеальными "биоразведчиками" для изучения недоступных мест. Их способность выдерживать экстремальное давление делает их уникальными инструментами для изучения глубин океана.

Сюй и ее команда провели серию экспериментов, чтобы понять, как медузы создают поток воды вокруг себя при плавании. Для этого использовались биоразлагаемые частицы, например кукурузный крахмал, которые безопаснее традиционных синтетических трассеров, таких как серебряные бусины. Эти частицы помогают визуализировать движение воды и эффективность плавания медуз без вреда для окружающей среды. Использование биоразлагаемых материалов подчеркивает заботу ученых об окружающей среде.

Этический аспект исследований: благополучие медуз в экспериментах

Этический аспект исследований также важен. Хотя долгое время считалось, что беспозвоночные не чувствуют боль, последние данные показывают, что они могут реагировать на стрессовые стимулы.

"Медузы в экспериментах чувствуют себя хорошо, не показывают признаков страдания и продолжают размножаться. До сих пор медузы процветают", — подчеркнула она.

Сюй надеется, что исследования медуз вдохновят создание новых энергоэффективных подводных аппаратов для изучения океана и помогут человечеству безопасно проникать в труднодоступные зоны, получая данные о состоянии экосистем и изменениях климата. Изучение природных механизмов может привести к созданию более эффективных и устойчивых технологий для исследования океана.

Интересные факты о медузах

Медузы существуют на Земле более 500 миллионов лет.
Некоторые виды медуз способны биолюминесценции, то есть производят свет.
Самая большая медуза в мире, цианея, может достигать 36 метров в длину.

В заключение, разработка "киборг-медуз" — это многообещающее направление в океанографии, которое может помочь человечеству лучше понимать и защищать океаны. Сочетание биологии и инженерии позволяет создать инновационные инструменты для изучения труднодоступных мест и сбора данных о состоянии экосистем и изменениях климата.