Un nuevo sistema de imágenes microscópicas está revelando una vista nunca antes vista del mundo submarino. Investigadores del Instituto de Oceanografía Scripps de la Universidad de California en San Diego han diseñado y construido un microscopio subacuático operado por buzos para estudiar procesos a escala milimétricaya que ocurren naturalmente en el fondo marino.
El equipo de investigación observó guerras de césped coralino, "besos" de pólipos de coral y mucho más utilizando la nueva tecnología microscópica.
Muchos procesos biológicos importantes en el océano tienen lugar a escalas microscópicas, pero cuando los científicos eliminan organismos de sus hábitats nativos para estudiarlos en el laboratorio, gran parte de la información y su contexto se pierden. En una búsqueda para superar este desafío, Scrippsel oceanógrafo Jules Jaffe y su equipo han desarrollado un nuevo tipo de microscopio subacuático para obtener imágenes de microorganismos marinos en sus entornos naturales sin molestarlos.
El microscopio subacuático Benthic, o BUM, es un sistema de dos partes, una computadora submarina con una interfaz de buzo atado a una unidad de imagen microscópica, para estudiar sujetos marinos con una resolución de casi micras. El instrumento tiene una lente de gran aumento, un anillode luces LED enfocadas para exposiciones rápidas, capacidades de imágenes de fluorescencia y una lente flexible ajustable, similar al ojo humano, para cambiar el enfoque para ver estructuras en 3-D.
"Este microscopio subacuático es el primer instrumento para obtener imágenes del fondo marino a escalas tan pequeñas", dijo Andrew Mullen, estudiante de doctorado de Scripps, coautor del estudio publicado en la edición del 12 de julio de la revista Comunicaciones de la naturaleza . "El sistema es capaz de ver características tan pequeñas como celdas individuales bajo el agua"
Según los investigadores de Scripps, la motivación para construir el sistema de imágenes era comprender mejor los numerosos procesos ecológicos que tienen lugar bajo el agua a escala microscópica.
"Para comprender la evolución de los procesos dinámicos que tienen lugar en el océano, debemos observarlos a la escala adecuada", dijo Jaffe, el autor principal del estudio, y jefe del Laboratorio Jaffe para Imágenes Submarinas en Scripps.
Para probar la capacidad de la nueva tecnología para capturar procesos a pequeña escala que tienen lugar bajo el agua, los investigadores utilizaron el sistema de imágenes para ver pólipos de coral de tamaño milimétrico frente a la costa de Israel en el Mar Rojo y frente a Maui, Hawai.
Durante los experimentos en el Mar Rojo, los investigadores configuraron el BUM para capturar las interacciones de dos corales de diferentes especies colocadas cerca unas de otras. Las imágenes revelaron procesos a microescala en los que los corales emiten filamentos en forma de cuerdas que secretan enzimas desu cavidad estomacal para librar una batalla de césped químico para destruir el tejido de otras especies en una competencia por el espacio del fondo marino. Sin embargo, cuando los investigadores colocaron corales de la misma especie uno al lado del otro, no expulsaron estos fluidos gástricos.
"Pueden reconocer amigos contra enemigos", dijo Mullen.
Los investigadores también capturaron videos de pólipos individuales vecinos en una sola colonia de corales que se turnaban para abrazarse, un fenómeno desconocido que los investigadores llaman "besos" de pólipos de coral.
Luego, los investigadores desplegaron el instrumento frente a Maui luego de uno de los eventos de blanqueamiento de coral más grandes registrados, que ocurre cuando las algas unicelulares que viven dentro del pólipo de coral se expulsan durante eventos de alta temperatura del océano. Los corales blanqueados recientemente todavía están vivos, pero en su estado debilitado puede ser rápidamente invadido y cubierto por algas de césped filamentosas.
Usando el microscopio, el equipo de investigación observó un patrón de panal de colonización y crecimiento inicial de algas no reportado previamente en áreas entre los pólipos de coral individuales durante el blanqueamiento de coral. Estos hallazgos proporcionan información sobre un proceso que la ecóloga marina de Scripps Jennifer Smith, coautoradel estudio, llamado la "sucesión de algas", donde las pequeñas algas filamentosas inicialmente se asientan en las crestas entre los pólipos de coral y finalmente sofocan el tejido vivo. Las imágenes mostraron que las algas pueden sobrecrecer activamente los corales vivos durante un evento de blanqueamiento.
"Este instrumento es parte de una nueva tendencia en la investigación oceánica para llevar el laboratorio al océano, en lugar de llevar el océano al laboratorio", dijo la coautora del estudio, Tali Treibitz, una ex investigadora postdoctoral de Scripps ahora en elUniversidad Charney School of Marine Science de la Universidad de Haifa.
Jaffe y Mullen ahora están preparando el instrumento para tomar imágenes de partículas microscópicas en el agua cerca de la superficie del coral para estudiar cómo el flujo de agua sobre los corales les permite intercambiar los gases necesarios para respirar.
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Materiales proporcionado por Universidad de California - San Diego . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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