Биологи научились контролировать движения медуз и ускорили их втрое — Naked Science
5 минут
Сергей Васильев

Биологи научились контролировать движения медуз и ускорили их втрое

3.9

Чтобы превратить медуз в глубоководные исследовательские модули, ученые научились контролировать их движения и даже показали, что их можно ускорить.

©Sebastian Ziebell

Исследования глубин океана до сих пор остаются невероятно сложной технической задачей. Колоссальное давление требует использования специальных подводных аппаратов, часто — штучных и дорогостоящих. Вместе с тем многие морские животные чувствуют себя здесь совершенно нормально, заставляя ученых раз за разом задумываться над тем, как использовать их «сверхспособности» на пользу науке.

Новый такой проект представили недавно Джон Дабири (John Dabiri) и Николь Сюй (Nicole Xu) из Стэнфордского университета. В статье, опубликованной в журнале Science Advances, они предлагают оснастить глубоководных медуз датчиками и гибкими электродами. Стимулируя движения животных, электроды позволяют направлять их и даже ускорять до скорости втрое быстрее обычной.

Прежде китов, дельфинов и некоторых других морских животных уже использовали в качестве носителей миниатюрных сенсоров для мониторинга океана. Однако ученые никак не могли контролировать их перемещения и были вынуждены полагаться на то, куда кит или дельфин сам решит отправиться.

Управлять сравнительно примитивными медузами, казалось бы, проще, да и вопросы этики для стрекающих стоят далеко не так остро, как для млекопитающих. Однако, в отличие от дельфинов или китов, у медуз нет болевых рецепторов. Поэтому стимулировать их мускулы необходимо напрямую, заставляя сокращаться под действием слабых электрических разрядов, примерно так, как работают искусственные водители сердца.

Демонстрируя такой подход, Дабири и Сюй имплантировали в тело медузы массу микроэлектродов. Крошечные управляющие модули заставляли ритмически срабатывать то одну, то другую группу электродов, вызывая сокращения соответствующих групп мышц и заставляя медузу двигаться. Судя по всему, самих животных это мало тревожило: выглядели и вели себя они совершенно обычно, и выделения жидкости, характерного для стрессированных медуз, не происходило.

Эксперименты показали, что при ускорении ритма животное может перемещаться даже быстрее обычного. Такое движение оказалось неожиданно эффективным. Теоретически ускорение в три раза должно требовать в девять раз более интенсивного метаболизма. Однако проведенные в лаборатории измерения потребления кислорода показали, что энергообмен у медузы, которую новая система заставляет плыть втрое быстрее, усиливается всего лишь в два раза.

Возникает вопрос, отчего медузы не выработали такое быстрое и эффективное передвижение в природе. Возможно, они просто не испытывали достаточного эволюционного давления: у этих животных на глубине не слишком много естественных врагов, и тратить силы на быстрое движение нет особой необходимости.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 17:41
37 минут
Александр Березин

Филипп Мандей основал целое направление исследований: он первым установил, что закисление океанов — последствие глобального потепления — угрожает обонянию и умению ориентироваться у морских рыб. Само собой, это создает угрозу их вымирания. Долго оставалось загадкой только одно: как существующие виды рыб перенесли серьезное закисление океана при прошлых изменениях климата. Теперь все проясняется: похоже, Мандей обнаружил эффект, которого никогда не было. Интересно, что вместе с ним его наблюдали еще 179 ученых — и теперь все они оказались в центре чудовищного скандала. Попробуем разобраться в деталях.

Позавчера, 15:59
13 минут
Александр Речкин

В учебниках истории XX века, на сотнях плакатах и в десятках кинофильмах о Второй мировой войне мы видели знаменитые танки, «катюши» и бороздящие небеса Ил-2. Давайте проверим, сможете ли вы отличить советскую военную технику от машин союзников и стран «оси».

7 мая
5 минут
Илья Ведмеденко

Военно-морской флот получил многоцелевую атомную подводную лодку К-561 «Казань». Это один из самых совершенных кораблей такого типа в мире.

Позавчера, 17:41
37 минут
Александр Березин

Филипп Мандей основал целое направление исследований: он первым установил, что закисление океанов — последствие глобального потепления — угрожает обонянию и умению ориентироваться у морских рыб. Само собой, это создает угрозу их вымирания. Долго оставалось загадкой только одно: как существующие виды рыб перенесли серьезное закисление океана при прошлых изменениях климата. Теперь все проясняется: похоже, Мандей обнаружил эффект, которого никогда не было. Интересно, что вместе с ним его наблюдали еще 179 ученых — и теперь все они оказались в центре чудовищного скандала. Попробуем разобраться в деталях.

Позавчера, 15:59
13 минут
Александр Речкин

В учебниках истории XX века, на сотнях плакатах и в десятках кинофильмах о Второй мировой войне мы видели знаменитые танки, «катюши» и бороздящие небеса Ил-2. Давайте проверим, сможете ли вы отличить советскую военную технику от машин союзников и стран «оси».

5 мая
6 минут
Сколтех

В России таких результатов не было уже около десяти лет. Его получение потребовало настоящей кооперации между исследователями ИВМ РАН, Сколтеха и МГУ.

23 апреля
11 минут
Василий Парфенов

Действующий глава NASA в рамках общения с прессой ответил на ряд вопросов, касающихся недавних заявлений российских политиков и главы «Роскосмоса» о скором отказе от собственного сегмента МКС. Администратор заверил всех, что агентство находится в хороших отношениях с Россией, а также поделился информацией о согласовании обмена местами для астронавтов и космонавтов в пилотируемых миссиях двух стран.

16 апреля
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи установили, что обнаруженный в Баренцевом море объект — погибшая советская субмарина типа «Крейсерская». Это одна из самых больших подлодок СССР периода Второй мировой.

25 апреля
17 минут
Александр Березин

На этой неделе СМИ выдали новость, от которой можно впасть в шок: «Ранее из России уезжало около 14 тысяч исследователей [в год], теперь — 70 тысяч». Мы внимательно разобрались в ситуации и вынуждены отметить, что ничего подобного не было и нет. В реальности речь вовсе не об ученых и даже не о высококвалифицированных специалистах. Проблемы с учеными в России есть. Но в этом случае речь идет не о них, а о том, что отдельные бывшие комсомольские вожаки, удачно устроившиеся в РАН, перепутали утечку мозгов из России с отъездом из нее гастарбайтеров. Разбираемся, как это у них получилось.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: