Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Новый метод мониторинга планктона поможет выявить экологические проблемы водоемов
Радиофизики ТГУ разработали новый метод мониторинга планктона для раннего выявления экологических проблем в водоемах. Метод позволяет точнее интерпретировать данные, получаемые погружаемой цифровой голографической камерой для невозмущающего исследования планктона. В способе исследования, предлагаемом учеными ТГУ, используется спектральный анализ: можно проанализировать биоритмы и изменения в поведении биоиндикатора – планктона и выявить экологические нарушения на ранних стадиях. Ученые уже провели первые успешные испытания этого метода.
Результаты опубликованы в научном журнале Scientific Reports («Nature», Q1). Традиционные методы оценки состояния водоемов часто запаздывают с обнаружением проблем. А методология, которую разрабатывают радиофизики ТГУ, помогает выявлять экологические проблемы на ранних стадиях. Она основана на информации о состоянии планктона непосредственно в его естественной среде обитания; измерения обеспечивает голографическая камера, погружаемая в водоем.
Подводная цифровая голографическая камера для изучения планктона разработана сотрудниками лаборатории радиофизических и оптических методов изучения окружающей среды радиофизического факультета (РФФ) ТГУ. Руководитель лаборатории – первый проректор ТГУ Виктор Дёмин. Камера позволяет регистрировать голограммы объема водной среды с планктоном, восстанавливать голографические изображения этого объема и по ним изучать размеры, форму, расположение в пространстве планктонных частиц. При этом планктон не подвергается возмущениям и изучается непосредственно в среде обитания и в режиме реального времени, в отличие от традиционных методов лова сетью и дальнейшего исследования под микроскопом в лаборатории.
Камера фиксирует голограммы, по которым определяют размеры, формы, расположение и поведенческие реакции планктона. После получения всех данных ученые применяют методы спектрального анализа – аналогичные тем, что используются в спектроскопии атомов и молекул. Это позволяет проанализировать временные ряды концентрации различных видов планктона, выявить характерные биоритмы и проследить в них существенные изменения.
– Этот подход к мониторингу планктона выходит за рамки простого подсчета особей. Спектральный анализ позволяет выявлять характерные частоты и периоды – биоритмы, связанные с жизненным циклом планктона. Анализируя спектры концентраций различных видов планктона, мы получаем «отпечатки», которые позволяют судить о биоразнообразии в водоеме или морской акватории. Важно, что мы можем характеризовать биоразнообразие и наличие или отсутствие определенных биоритмов, имея лишь ряд последовательных измерений концентрации планктона, – добавил Виктор Дёмин.
Спектральный анализ позволяет построить несколько кривых, которые показывают нарушения или изменения в биоценозе планктона, например, автоколебательные процессы, численность и ритмику. Планктон в этом методе выступает в качестве биоиндикатора, по которому можно определить наличие загрязнений и других негативных воздействий на экосистему.
В ходе исследований ученые ТГУ отслеживают изменения в циркадных ритмах планктона, фототропных реакциях и межвидовой энтропии. Нарушение этих параметров – сигнал о проблемах, причем, каждый параметр имеет свое время отклика. Сбой биоритмов может быть заметен уже через час, в то время как нарушение межвидовой энтропии указывает на более серьезную и длительную проблему.
– Выявленные изменения в ритмике планктона, вызванные как внутренними, так и внешними факторами – загрязнением или иным воздействием, могут говорить о неблагополучии экосистемы. Такой спектральный метод исследования поведения планктона как биоиндикатора будет особенно полезен для мониторинга акваторий вблизи опасных объектов, таких как атомные электростанции, нефтяные платформы и газопроводы. Наша цель – предоставить инструмент для ранней диагностики, чтобы предотвратить экологические катастрофы и вовремя принять меры по защите водоемов, – подчеркнул Виктор Дёмин.
В исследованиях и разработке нового метода также принимают участие сотрудники лаборатории радиофизических и оптических методов изучения окружающей среды РФФ ТГУ: старшие научные сотрудники Игорь Половцев, Александра Давыдова, старший преподаватель Николай Кириллов, а с сентября 2024 года в полярной экспедиции с DHC-камерой работает сотрудник лаборатории Василий Леонтьев.
Исследование реализуется в рамках стратегического проекта «Глобальные изменения Земли: климат, экология, качество жизни» при поддержке федеральной программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030». Ключевым направлением исследований является построение модели углеродного баланса в Северной Азии, включающей все экосистемы и зоны северных территорий: вечную мерзлоту, водно-болотные угодья, водосборы великих сибирских рек – Енисея, Оби, Лены и других, береговую зону, шельф Арктических морей России.
Telegram 
Дзен 
VK От рыб произошли все наземные позвоночные, включая нас, но как именно рыбы стали главным населением морей — до последнего времени оставалось неясным. Авторы новой научной работы попытались доказать, что причиной этого было вымирание, возможно, вызванное белыми ночами.
На юге Африки ученые обнаружили коллекцию небольших каменных стрел. С виду — обычные артефакты древнего человека. Но современные технологии позволили выявить их смертельный секрет. Эти наконечники, которым почти 60 тысяч лет, сохранили следы яда. Авторы нового исследования пришли к выводу, что древние охотники стали использовать яды намного раньше, чем считала наука.
В Олдувайском ущелье на севере Танзании ученые обнаружили скелет слона возрастом 1,78 миллиона лет, а рядом с ним — необычные для того времени каменные орудия. Авторы нового исследования полагают, что им удалось найти древнейшее место разделки гигантской добычи.
На юге Африки ученые обнаружили коллекцию небольших каменных стрел. С виду — обычные артефакты древнего человека. Но современные технологии позволили выявить их смертельный секрет. Эти наконечники, которым почти 60 тысяч лет, сохранили следы яда. Авторы нового исследования пришли к выводу, что древние охотники стали использовать яды намного раньше, чем считала наука.
От рыб произошли все наземные позвоночные, включая нас, но как именно рыбы стали главным населением морей — до последнего времени оставалось неясным. Авторы новой научной работы попытались доказать, что причиной этого было вымирание, возможно, вызванное белыми ночами.
Ученые десятилетиями ищут кости мамонтов, которые, по данным генетиков, могли дожить на материке до бронзового века. Очередная потенциальная находка с Аляски, считавшаяся остатками мамонтов, после проверки оказалась костями китов, умерших около двух тысяч лет назад.
На скалистых берегах аргентинской Патагонии разворачивается настоящая драма. Магеллановы пингвины, долгое время чувствовавшие себя в безопасности на суше в своих многотысячных колониях, столкнулись с новым и беспощадным врагом. Их извечные морские страхи — касатки и морские леопарды — теперь блекнут перед угрозой, пришедшей из глубины материка. Виновник переполоха — грациозный и мощный хищник, недавно вернувшийся на эти земли после долгого изгнания.
Среди самых интригующих открытий космического телескопа «Джеймс Уэбб» — компактные объекты, получившие название «маленькие красные точки». Их видели только в самых дальних уголках Вселенной. Большинство возникло в первый миллиард лет после Большого взрыва, и ученые предполагали, что такие источники представляют собой небольшие компактные галактики. Однако международная команда астрономов пришла к иному выводу. Они предположили, что на самом деле «маленькие красные точки» — черные дыры, окруженные массивной газовой оболочкой.
Ученые задались вопросом: почему два расположенных по соседству спутника Юпитера такие разные, ведь на Ио повсеместно извергаются вулканы, а Европа полностью покрыта многокилометровой коркой льда. Есть версия, что Ио когда-то тоже была богата водой, но по итогам недавнего исследования это сочли неправдоподобным.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно