Новый подводный микроскоп помог снять целующихся, воюющих и охотящихся коралловых полипов
В морских экосистемах многие важные процессы протекают на микроскопическом уровне, но когда учёные изымают живые объекты из родной среды и пытаются изучить их поведение в лаборатории, они видят далеко не всё. Именно поэтому океанограф Жуль Жаффе (Jules Jaffe) и его коллеги задались целью создать устройство, которое позволит наблюдать микроорганизмы, не вмешиваясь в их жизнь.
Представленный ими Донный подводный микроскоп (Benthic Underwater Microscope, или просто BUM) состоит из камеры, объектива и шести ярких светодиодов для подсветки. Вся конструкция умещается внутри достаточно компактного тубуса, который можно установить на треноге и направить на интересующий участок дна. Всё управление осуществляется с помощью отдельного подводного компьютера.
Объектив снабжён гибкой мембраной, которая с двух сторон окружена жидкостью. Он работает по принципу человеческого глаза: изменяя давление жидкости, можно изменять форму мембраны и, таким образом, регулировать фокусировку. Микроскоп, способный различить детали размером в несколько микрометров, можно разместить всего в шести сантиметрах от объекта исследования. В микромире такая дистанция позволяет вести наблюдение "оставаясь незамеченным".
О потенциале устройства говорит тот факт, что в ходе первых испытаний BUM помог сделать настоящее открытие, которое вместе с другими наблюдениями было описано в статье, опубликованной в издании Nature Communications.
Команда исследователей из Университета Сан-Диего и нескольких израильских университетов установила камеру на коралловом рифе у берегов Израиля в Красном море и оставила её включённой на целую ночь. На следующий день, просматривая отснятое видео, учёные заметили, что соседние полипы периодически наклоняются друг к другу и соединяются ртами.
Биологи пока не могут точно сказать, зачем беспозвоночные "целуются". Возможно, в ходе такого тесного общения члены колонии обмениваются пищей или ферментами.
Микроскоп раскрыл и другие примеры скоординированного поведения обитателей кораллового рифа. Известно, что полипы могут охотиться на планктонные организмы при помощи ядовитых стрекательных клеток. Биологи обнаружили, что если особо удачливый охотник захватывает слишком много добычи, он сплетается щупальцами с соседями для коллективного переваривания пищи.
Но самые драматические кадры исследователи получили, разместив микроскоп на границе колоний двух разных видов полипов. Оказалось, что там шла настоящая война – организмы доставали наружу так называемые мезентериальные нити и пытались поразить ими врага. Эти образования являются частью пищеварительной системы и содержат много стрекательных клеток, что делает их весьма опасным оружием.
Некоторые виды коралловых полипов получают часть энергии от симбиоза с одноклеточными зелёными водорослями, живущими в их мезоглее. Но при повышении температуры воды эти маленькие союзники уходят, и их место могут занять бурые водоросли, что может привести к гибели колонии. С помощью BUM биологи впервые узнали, что бурые водоросли создают между отдельными членами колонии сетку, похожую на пчелиные соты.
Открытие позволит разобраться, как полипы борются с незваными гостями, и почему это противостояние часто заканчивается гибелью рифа.
"Этот инструмент является частью нового направления в исследовании океана, когда лабораторию размещают в нём, вместо того чтобы нести океан в лабораторию", — заключает в официальном пресс-релизе один из авторов работы Тали Трейбиц (Tali Treibitz).