30.01.2020
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.
Сегодня, 05:30
Мария Азарова

Ученые из США представили альтернативный молекулярный механизм образования меланоцитарного невуса, который согласуется как с экспериментальными, так и с клиническими наблюдениями.

11 часов назад
Василий Парфенов

Польские ученые-полярники засняли редкое событие — охоту полярного медведя не на морскую добычу, а наземную. Правда, молниеносная атака все равно произошла в воде. Подобное поведение северного хищника впервые удалось запечатлеть на видео.

Позавчера, 14:37
Николай Цыгикало

Запуск в космос всегда динамичен. Ревущий старт, огромный факел огня, затихающий гром в небе. Первая ступень отработала и отделилась, отработала следующая, эстафета ускорения закончилась достижением орбитальной скорости на нужной высоте. Пуск ракеты завершен, заняв всего восемь – десять минут. Но выведение на этом не заканчивается. В работу вступает особая, космическая ступень. Именно она поднимает орбиту на большую высоту, начинает межпланетное путешествие, и решает много других задач. О ее сложной работе и больших возможностях – в нашем материале.

25 ноября
НИУ ВШЭ

Мобильные ученые публикуются в индексируемых журналах в два раза чаще. К такому выводу пришли исследователи из НИУ ВШЭ.

26 ноября
Анастасия Михалева

За всю историю исследования в космосе побывали более 500 человек. В океан на глубину более 10 километров спускались всего трое. Мы до сих пор знаем о Мировом океане и его обитателях недопустимо мало.

25 ноября
Илья Ведмеденко

Российские инженеры спроектировали самолет для межконтинентальных полетов в стратосфере. Его можно назвать условным аналогом британского Skylon.

3 ноября
Ольга Иванова

Исследований на эту тему, как ни странно, мало, хотя предположений — великое множество. По мнению ученых из Венгрии, одна из причин такого поведения — высокая концентрация внимания на речи хозяина, а еще это означает, что собака слышит знакомое слово.

12 ноября
Мария Азарова

Кошки оказывались сбиты с толку, когда их человек, как им казалось, «телепортировался» в новое, неожиданное место. Однако они не реагировали таким же образом на чужих людей или других животных.

2 ноября
Мария Азарова

Авторы новой работы на примере Шотландии определили характеристики людей, умерших от Covid-19, хотя они были привиты, а также выявили основные предикторы смертности.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: