Учени откриха 31 нови призрачни дълбоководни същества край бреговете на Бразилия – изглеждат като от друга планета

Международна експедиция в Южния Атлантик разкрива непознатото биоразнообразие на най-голямата обитаема екосистема на Земята чрез революционни неинвазивни технологии

Някои от тях приличат на плаващи призраци. Други напомнят на светещи панделки, полупрозрачни балони или създания, които изглеждат по-подходящи за извънземни светове, отколкото за океаните на Земята. По време на научноизследователска експедиция в дълбоките води край бреговете на Бразилия, учените идентифицираха 31 неизвестни досега на науката морски вида. Откритията са направени в тропическите води на Южния Атлантически океан – регион, който крие една от най-слабо проучените екосистеми на нашата планета.

Експедицията, наречена „Проектиране на бъдещето 3“ (Designing the Future 3), се проведе на борда на съвременния научноизследователски кораб „Фалкор (ту)“ (R/V Falkor (too)), стопанисван от Океанския институт „Шмид“ (Schmidt Ocean Institute). В рамките на две седмици международен екип от експерти по средните слоеве на океана успя да проучи и документира дълбоководна фауна, която изуми научната общност със своето биоразнообразие и необичайни еволюционни адаптации.

Каталог на непознатия живот

Сред 31 новоидентифицирани животни влиза широк спектър от уникални организми, развили се изолирано в условия на вечен мрак. Детайлният анализ на екипа категоризира следните открития:

Девет нови вида медузи: Изключително деликатни създания с изящни форми и прозрачни тела. Седем нови вида сифонофори: Сложни колониални безгръбначни, съставени от специализирани клонинги (зооиди), които работят в абсолютен синхрон като един организъм. Седем нови вида гребеновидни медузи (ктенофори): Известни със своите блестящи, подобни на пръсти израстъци, които пречупват светлината по хипнотизиращ начин. Четири нови вида ларвацеи: Свободно плуващи създания, наподобяващи попови лъжички, които конструират около себе си сложни „къщички“ от слуз под формата на балони, за да улавят и филтрират хранителни частици. Два нови вида гигантски ризарии: Микроскопични по своята същност организми (протисти), които обаче са еволюирали до размери, напълно видими с невъоръжено око без помощта на микроскоп. Един нов вид амфипод: Дълбоководно ракообразно, далечен родственик на съвременните раци и омари. Един нов вид копринен червей (Tomopteris): Призрачно, биолуминесцентно създание, което обитава дълбочини до 1200 метра и се движи във водата значително по-бързо, отколкото структурата на тялото му предполага.

Освен тези напълно непознати видове, учените станаха свидетели на редки природни феномени. По време на подводните спускания те наблюдаваха изключително прозрачни стъклени калмари, както и рядък пелагичен октопод на дълбочина от около 800 метра, уловен в момент, в който се храни с яркочервена медуза.

Междинната зона – най-голямата енигма на Земята

Почти всички открити същества обитават т.нар. „междинна зона“ (midwater) на Световния океан. Това е необятното водно пространство, разположено под осветения от слънцето повърхностен слой и над самото морско дъно. Тя се простира от около 200 метра дълбочина надолу в бездната, където светлината прогресивно изчезва, преминавайки от полумрак в пълен мрак. Въпреки че това е най-голямата обитаема екосистема на Земята, учените посочват, че тя остава една от най-слабо изследваните среди.

„Най-голямото местообитание на Земята, средните океански слоеве, е изпълнено с невероятни животни, които едва сега започваме да разбираме“, заяви главният учен на експедицията д-р Карън Озбърн, зоолог и куратор в Националния природонаучен музей „Смитсониън“.

Тя допълни, че екипът е бил изненадан не само от огромния брой срещнати животни, но и от тяхното невероятно разнообразие. Поради липсата на естествени заслони като рифове или скали в открито море, обитателите на тези води са развили поразителни механизми за оценяване. Много от видовете притежават напълно прозрачни тела, деликатни пипала и необичайни форми, които ги правят невидими за хищниците в суровата среда далеч под океанската повърхност.

Технологична революция под водата

Исторически погледнато, откриването, събирането и официалното описание на нов дълбоководен вид е изключително тромав процес, който често отнема десетилетия. Тъй като тези животни са предимно мекотели с желатинови тела, пригодени за огромно хидростатично налягане, изваждането им на повърхността чрез традиционни мрежи почти винаги води до тяхното деформиране или пълно унищожаване.

За да решат този проблем, учените в тази експедиция приложиха изцяло нов подход, базиран на иновативни неинвазивни технологии. Основният инструмент на мисията беше дистанционно управляваният подводен апарат (ROV) „Субастиан“ (SuBastian). На него бяха монтирани лазерните системи DeepPIV (за измерване на скоростта на частиците и улавяне на 3D форми) и EyeRIS (система за дистанционно заснемане с висока разразделителна способност), разработени от Лабораторията за биовдъхновение към Изследователския институт на аквариума в Монтерей Бей (MBARI).

Благодарение на тях учените успяха да създадат детайлни 3D дигитални модели на животните в реално време, докато те плуват необезпокоявани на стотици метра под водата. На дълбочина от около 350 метра например екипът извърши пълно триизмерно лазерно сканиране на новия вид сифонофора, без да го докосва или наранява.

Допълнително беше използвана специализирана камера (shadowgraph), разработена от Японската агенция за морски и земни науки и технологии (JAMSTEC). Тя улавяше висококонтрастни силуети, разкриващи най-фините анатомични детайли на създанията, които остават невидими за стандартното лазерно сканиране.

Клетъчна биология и генетика в открито море

Експедицията отбеляза и исторически крайъгълен камък в морската биология – за първи път в историята беше извършено триизмерно заснемане на живи вътрешни клетъчни структури директно на борда на кораб. Това стана възможно благодарение на революционния конфокален микроскоп с отворен код „Скуид“ (Squid), разработен в Станфордския университет от екипа на д-р Ману Пракаш. Чрез него учените наблюдаваха в реално време как клетъчната архитектура на жив едноклетъчен протист взаимодейства със своя микроскопичен стъклен скелет под влиянието на екстремната среда.

„Това отваря нова врата за изследване на дълбоководната физиология, свързвайки клетъчната архитектура с функциите на организма. Сега можем да станем свидетели на живи вътрешни процеси в тези екстремни организми, адаптирани към огромно налягане и мрак“, обясни д-р Пракаш.

Паралелно с визуалните иновации, на борда на „Фалкор (ту)“ се извършваше и експресно генетично секвениране. Под ръководството на д-р Шерил Еймс от университета Тохоку и д-р Джон Бърнс от Лабораторията за океански науки „Бигелоу“, ДНК профилите на микроскопичните проби бяха декодирани веднага. Интеграцията на високотехнологични 3D изображения и мигновен генетичен анализ позволи на учените да потвърдят съществуването на новите 31 вида в рамките на броени дни, вместо за години или десетилетия.

„За мен е изключителна чест не само да видя и изживея този рядък и вдъхновяващ живот в средните слоеве на океана, но и да мога да работя за неговото описание и споделяне в широк мащаб чрез използването на нови, неинвазивни технологии“, сподели д-р Какани Катиджа, главен инженер на Лабораторията за биовдъхновение към MBARI.

Бъдещето на океанската наука

Изпълнителният директор на Океанския институт „Шмид“, д-р Джотика Вирмани, сподели, че тази мисия е изключителен триумф за технологичния прогрес и представлява третата съвместна инициатива с този инженерен екип. Като част от стремежа за популяризиране на науката, събраните визуални данни ще бъдат интегрирани в мобилната игра FathomVerse. Това ще даде възможност на ентусиасти и геймъри от цял свят да помогнат на изкуствения интелект и учените при класификацията на огромния обем от данни, ускорявайки бъдещите открития.

Според д-р Озбърн, тази експедиция е поредното ярко напомняне за това колко много тайни остават скрити под повърхността. „Продължавам да бъда очарована от фантастичното разнообразие от решения, които тези същества са развили, за да оцелеят в тази сурова среда“, каза тя. „И точно това ме кара да продължавам да задавам въпроси за нашия океан.“

Тази успешна мисия край Бразилия доказва, че човечеството е едва на прага на разбирането на собствената си планета. Докато космическите апарати изследват повърхността на далечни светове, най-голямата жизнена среда на Земята остава почти девствена, чакаща своите откриватели и техните технологии на бъдещето.