Под толщей океана существует невидимый, но крайне важный мир — планктон. Эти микроскопические организмы лежат в основе всей морской экосистемы: они питают рыб, регулируют климат и могут предупреждать об экологических проблемах. Но из-за крошечного размера до недавнего времени их было трудно изучать.
Теперь это изменилось благодаря разработке ученых из Шэньчжэньского института передовых технологий (SIAT), Китайской академии наук. Они создали уникальную систему Imaging Plankton Probe (IPP), которая позволяет с беспрецедентной точностью видеть планктон в его естественной среде, сообщает Chinese Academy of Sciences.
Система IPP — это сочетание высокоточного микроскопа и искусственного интеллекта. Она может не только делать четкие снимки прямо под водой, но и автоматически распознаёт виды, измеряет их размер и подсчитывает численность в реальном времени. Это настоящий прорыв в океанологии.
С помощью IPP ученые изучили десятки видов планктона — от крошечных животных до «светящихся» водорослей. Вот кто живет в этом скрытом океанском царстве:
Копеподы — настоящие «рабочие лошадки» океана. Они доминируют среди зоопланктона (животных микроскопических организмов), служат пищей для рыб и морских млекопитающих. В мультфильме «Губка Боб» именно копепод стал прототипом злодея Планктона. Несмотря на мелкий размер, они критически важны для всей морской цепи питания.
Эти организмы известны как «голубые слезы» — биолюминесцентные светящиеся точки, которые появляются ночью на поверхности моря. Однако при массовом размножении они могут вызывать «красные приливы» — токсичные вспышки, которые ухудшают качество воды, отравляют морскую жизнь и истощают кислород.
Это личинка морского ежа, на вид — прозрачное пятнышко. Но ее известковый скелет реагирует на движение теплых течений, что делает ее отличным индикатором изменений в морской циркуляции и навигатором течений.
Этот полупрозрачный организм поедает водоросли и «запечатывает» углерод в тяжелые частицы, которые затем тонут. Это помогает убирать избыток CO₂ из атмосферы — важный механизм в борьбе с изменением климата.
Это диатомовая водоросль с кремниевой оболочкой, как у стеклянной вазы. Она преломляет свет и выполняет фотосинтез даже в мутной воде, обеспечивая более половины всей первичной продуктивности в прибрежных районах — то есть производит «пищу» для остального морского мира.
Эта диатомовая водоросль использует спиральные микроструктуры на оболочке, чтобы улавливать утренний свет. Это позволяет ей эффективно фотосинтезировать даже в самые темные часы рассвета.
Хотя выглядят как красивые желатиновые шары, эти скопления микроводорослей могут выделять токсины, убивать рыбу и засорять водозаборы атомных электростанций. Особенно опасны в богатых питательными веществами водах.
Медузы не имеют мозга и сердца, но могут доставить массу проблем: их массовое скопление может парализовать работу электростанций и рыбных хозяйств. IPP позволила увидеть даже мельчайшие формы этих существ в деталях.
Эти прозрачные существа взрывообразно размножаются в теплой воде (29–32 °C) — например, вблизи сбросов от атомных станций. Они вытесняют рыб и забивают фильтры систем охлаждения.
Эти колонии напоминают связки соломы. Они способны фиксировать азот — важнейший питательный элемент и накапливают его в огромных объемах. При этом могут вызывать «красные приливы» в морях с низким содержанием других питательных веществ.
Микроорганизмы с красивыми скелетами из кремния. Их останки оседают на дне, формируя осадочные породы. Ученые изучают древние климатические изменения по их окаменевшим формам.
Эти полупрозрачные существа напоминают «сушеных креветок». Они играют важную роль в фильтрации воды и питании рыб. Но при чрезмерном размножении забивают фильтры и создают проблемы для электростанций и рыболовства.
Планктон влияет на все: от климата до экономики. Благодаря технологии IPP ученые могут не только лучше понимать, как устроены морские экосистемы, но и заранее обнаруживать угрозы — например, цветения токсичных водорослей или нарушения в циркуляции воды.
«Теперь мы можем буквально видеть и понимать то, что раньше было невидимо», — отмечают разработчики системы.
Понимание этого «невидимого царства» — ключ к защите океанов и устойчивому будущему планеты.