Инженеры Университета Колорадо в Боулдере разработали необычное решение для изучения труднодоступных районов океана. Они оснащают медуз вида Aurelia aurita (лунная медуза) микроскопическими электронными устройствами, которые стимулируют их мышцы и позволяют направлять движение животных в нужную сторону.
По словам руководителя проекта, это работает по принципу, схожему с кардиостимулятором: электрический импульс вызывает сокращения и управляет направлением плавания. В дальнейшем исследователи планируют дополнить систему датчиками для сбора данных о температуре воды, уровне pH и других параметрах окружающей среды.
Почему это важно
Климатические изменения делают океаны теплее и кислее, что ставит под угрозу морскую экосистему. При этом некоторые зоны океана слишком труднодоступны для изучения традиционными методами. Медузы-киборги могут стать экономичным и эффективным инструментом для мониторинга.
Лунные медузы считаются одними из самых энергоэффективных существ на Земле. Они существуют более 500 миллионов лет, сохраняя простую структуру тела. У них нет мозга и спинного мозга, а нервная система представлена сетями рецепторов. При этом они не обладают ноцицепторами — клетками, реагирующими на болевые стимулы. Их жалящие клетки безопасны для человека, так как не способны пробить кожу.
Эти медузы способны обитать на различных глубинах, вплоть до Марианской впадины на глубине около 11 километров. Это делает их идеальными «проводниками» в самых недоступных уголках океана.
Эксперименты и перспективы
Идея создания биогибридных медуз появилась у исследовательницы около пяти лет назад. Первые испытания прошли в 2020 году у побережья Массачусетса. Цель проекта — не только изучение океана, но и поиск новых принципов для разработки энергоэффективных подводных аппаратов.
Для изучения особенностей движения медуз команда использует экологически безопасные методы. Например, в аквариум с медузами добавляют биоразлагаемые частицы кукурузного крахмала и с помощью лазеров отслеживают движение воды. Это заменяет более токсичные синтетические индикаторы, применявшиеся ранее.
Учёные подчеркивают важность минимизации воздействия на живых существ. Ранее считалось, что беспозвоночные не чувствуют боли, однако новые данные показывают, что они могут реагировать на неблагоприятные стимулы. Поэтому исследователи внимательно наблюдают за состоянием медуз, чтобы убедиться, что они не испытывают стресс и продолжают нормально развиваться.
По словам руководителя проекта, медузы чувствуют себя хорошо и даже формируют новые полипы в лабораторных условиях.
Технология «медуз-киборгов» может значительно расширить возможности океанографии: они помогут собирать данные из самых труднодоступных мест планеты, при этом не нанося вреда самим животным. Это решение открывает путь как к новому пониманию морских экосистем, так и к созданию энергоэффективных подводных роботов будущего.