海洋生物令人惊叹的“脚印”- 卡卡妮.卡提塔

在以下网址观看全部视频内容: https://ed.ted.com/lessons/the-surprising-and-invisible-signatures-of-sea-creatures-kakani-katija

陆生动物留下的脚印告诉我们他们的体型，大小，以及习性。海洋生物同样有类似的“脚印”，但是这些脚印相对而言更难被眼睛看到，因为海水是透明的。生物工程学家卡卡妮.卡提塔解释了她如何利用染液，镭射光以及其他手段使我们能够看到这些“脚印”，并且讲述了她和她的同事通过追寻“脚印”来研究海洋生物的移动方式。

我的名字是卡卡妮.卡缇塔，
我是一名生物工程学家。

我研究海洋中的生物有机体。

而在此我要点出的是，

你可以看到，

海洋是一个充满活力的地方，

你所看到的是各种水流，

以及漩涡，

这些东西都因海潮的涨落或风的改变

而改变。

想象海洋生物们就生活在这些地方，

它们穷其一生，

都在企图适应这些洋流。

同时，我也要指出，

小型有机体也会制造出小的流体运动。

而我研究的就是这些小型流体运动。

我们可以把它们想象成脚印。

这是我的狗狗珂润，
看看它的脚印。

脚印给予我们许多线索。

它们不止告诉我们
这是哪种生物留下的脚印，

同时也可能告诉我们
那个生物是什么时候经过的，

同时也会提供它们的习性，
以及它们是走还是跑过去的？

陆地上的动物们，
像我可爱的狗狗珂润，

可能会在泥地或者沙地上留下脚印，

但海洋生物的脚印，据其形态，
我们叫它尾流结构，

或者水动力结构，

这被包含于流体概念中。

现在，想想看，
想要看到这些结构是非常难的，

因为液体是透明的。

但是，如果我们在液体里加点什么，
我们就能看到完全不同的画面。

你可以看到这些海洋生物的“脚印”

是充满活力的。

它们在不断地改变。

而海洋生物也有能力感知这些“脚印。”

它们可以做出决定，

是否要继续追随一个这样的“脚印”

以期找到配偶或食物，

或者避开这些“脚印”以避开被吞噬。

想象拥有一些能力，

不只是看或是使这些“脚印“可视化，

同时也测量它们。

这就是我正在做的，
力学方面的工作。

我的研究实际上就是将实验室里的技术

缩小，等比例缩小它们

使得这些技术在水下也可以使用，

是一个潜水员就可以操控的大小。

这样潜水员就可以到达
水下40米以内的任何地方，

120英尺深的任何地方，

去记录生物体留下的流体力学的痕迹。

在开始之前，

我想告诉你这类观测都需要些什么。

为了工作顺利，
我们在夜晚下潜，

这是因为我们希望

降低镭射与阳光的影响

我们在完全的黑暗中下潜

因为你不会想吓跑
想要研究的生物体，

而一旦我们找到了想要研究的生物，

我们就会打开绿色的镭射光。

而通过绿色镭射光，
我们可以看见一小片水流被照亮，

这一小片水流，

会反射出海洋中随处可见的物质颗粒。

所以当动物游过这片区域时，

你可以看见那些小颗粒在移动，

实际上，我们冒着危险记录下这些数据。

你将看到的是

在左边的这两个图像

展现了水流的变化，

使用这些数据，

你可以计算出这些水流的速度，

你可以在中间的帧量图中看到这点，

之后，我们使用这些数据

来回答一系列问题，

不只是水流体的转速，

就如你在右图看到的，

同时也对动力相关的力做出预估，

以及其他任何
加载于水流或生物体上的力，

同时记录生物体的游动轨迹及其进食表现，

我们在各类生物体上都运用了此类技术，

但是要记得，这个技术有一个局限。

我们只能研究潜水员
能到达的海域中的生物体，

所以在我结束之前，
我想要告诉大家我们的下一步

不再只是这样简单的观测。

我们与蒙特雷湾水族馆研究所合作，

建造可远程操控的测量仪器，

以达到海面之下
4000米以内的任何地方，

也就是2.5英里内。

这样我们就能探寻并了解这个生物体，

这是一只尾海鞘

它通过尾部摆动，将水流导入被囊，
过滤得到食物，及前进动力，

和额外的营养物质。

然后这只动物，

这是一只管水母，

它们体长可以达到半个足球场的长度，

它们也可以依靠喷射水流

推进自己在海中垂直游动，

最后我们终于可以解答这些问题

问题如：一大群生物体，诸如磷虾，

在很大程度上
的确影响了海洋混合。

而这个答案是迄今为止最有趣的，

我们用潜水装备收集的生物体们，

特别是它们大量聚集移动时收集的样本，

可以在很大程度上影响海洋混合

该程度甚至可以和某些

由风和潮汐导致的物理改变过程媲美。

但在我结束之前，

我想留给大家一个问题

因为我觉得这很重要，

如今我们被授予使用的技术

起源于某些地方。

由某些东西启发而来。

所以想象一下科学家和
工程学家被鸟类启发，

建造飞机。

而某些我们使用的，

载着我们从三藩市飞到纽约的东西，

是被某种生物启发的。

而我们使用这些新技术

来更深入的了解海洋生物们，

我们想要回答这个问题：

海洋生物会如何启迪我们？

它们会使我们发展出新的水下技术，

比如一个长得很像水母的水下机械么？

我想那会是海洋科考一个激动人心的时刻

因为我们现在有趁手的工具
用以找到这些问题的答案，

从某种程度上，也会对大家有所帮助，

你可以使用这些工具来回答这些问题

并在未来创造出新的技术。

谢谢。