The surprising (and invisible) signatures of sea creatures - Kakani Katija

المترجم: Muhammed Saher Salo المدقّق: Anwar Dafa-Alla

اسمي (كيكاني كتيجة) مهندسة في علم الأحياء

So my name is Kakani Katija, and I'm a bioengineer.

I study marine organisms in their natural environment.

أدرس علم الأحياء البحرية في البيئة الطبيعية

And what I want to point out,

والذي أريد ان أشير إليه

and at least you can see this in this visualization,

وتستطيعون رؤيته في هذا العرض

is that the ocean environment is a dynamic place.

هل بيئة المحيطات هي مكان فعال

What you're seeing are the kinds of currents,

الذي ترونه الآن هو عدة أنواع من الأمواج

as well as the whirls,

بالإضافة إلى الدوامات

that are left behind in the ocean because of tides

في المحيط التي خلفتها ورائها تيارات المد والجزر

or because of winds.

أو بسبب الرياح

And imagine a marine organism as living in this environment,

تخيل بأن هذه الكائنات البحرية تعيش في تلك البيئة

and they're trying to undergo their entire lives

وبأنهم يتحملون الصعوبات في كل حياتهم

while dealing with currents like these.

وهم يواجهون تيارات كهذه

But what I also want to point out

ولكنني أريد أن أشير ايضاً إلى

is that small organisms also create small fluid motions, as well.

أن تلك المخلوقات الصغيرة تُحدث مجموعة من الحركات الانسيابية

And it's these fluid motions that I study.

وتلك هي الحركات التي أقوم بدراستها

And we can think about them like being footprints.

يمكن أن نشبهها بآثار الأقدام

So this is my dog Kieran, and take a look at her footprints.

هذا كلبي (كيرن) انظروا إلى آثار قدميه

Footprints provide a lot of information.

تلك الآثار تزودنا بالكثير من المعلومات

Not only do they tell us what kind of organism left them,

لا تخبرنا فقط عن أي نوع من المخلوقات هي

they might also tell us something about when that organism was there,

بل ويمكن أن تخبرنا ايضاً عن توقيت تواجدها في المكان

but also what kind of behavior, were they running or were they walking?

بالإضافة إلى نوعية سلوكها، أين كانت تجري أو تمشي؟

And so terrestrial organisms, like my cute dog Kieran,

مثلما يحصل مع كلبي (كارن) هذا المخلوق البري اللطيف

might be leaving footprints behind in dirt or in sand,

الذي يمكن أن يخلف آثاره على الرمال أو الأوساخ

but marine organisms leave footprints in the form of what we call wake structures,

لكن آثار المخلوقات البحرية تشكل ما ندعوه بنية الحركات الانسيابية

or hydrodynamic signatures,

أو إشارات الحركات الانسيابية

in fluid.

في السوائل

Now imagine, it's really hard to see these kinds of structures

تصور كم هو صعب أن ترى كل أنواع هذه الحركات

because fluid is transparent.

لأن الماء شفاف

However, if we add something to the fluid, we get a completely different picture.

إذا أضفنا شيئاً للسائل على أية حال قد نحصل على صورة مختلفة تماماً

And you can see that these footprints that marine organisms create

تستطيع من خلالها رؤية كل تلك الآثار لهذه المخلوقات

are just dynamic.

التي هي ديناميكية

They are constantly changing.

الآثار تتغير باستمرار

And marine organisms also have the ability to sense these signatures.

وتلك الأحياء تستطيع أن تستشعر بهذه الحركات

They can also inform decisions,

التي بإمكانها ان تبلغنا بالقرارات

like whether or not they want to continue following a signature like this

فيما إذا كانت تريد مثل هذه الحركات أو لا

to find a mate or to find food,

لإيجاد شريك او لإيجاد الغذاء

or maybe avoid these signatures to avoid being eaten.

أو تجنب اصدار تلك الحركات كي لا تُفترس

So imagine the ability to be able

تخيل إمكانية أن تكون قادراً

to not only see or visualize these kinds of signatures,

ليس فقط لتعرض تلك الحركات

but to also measure them.

بل لتقيسها أيضاً

This is the engineering side of what I do.

هذا هو الجانب الهندسي الذي أعمل عليه

And so what I've done is I actually took a laboratory technique

لذا فالعمل المخبري هو الذي أنجزته بالفعل

and miniaturized it and basically shrunk it down

مع تجزيئه وتصغيره من الأساس

into the use of underwater housings

حتى الحصول على مياه الأعماق الأصلية

to make a device that a single scuba diver can use.

لصنع جهاز تنفس نستطيع الغوص به

And so a single scuba diver can go anywhere from the surface to 40 meters,

لذا فهذا الجهاز يستطيع الغوص من أي مكان حتى 40 متراً

or 120 feet deep,

أو حتى 120 متراً عمقاً

to measure the hydrodynamic signatures that organisms create.

لقياس أشكال هذه الحركات لتلك المخلوقات

Before I begin,

قبل البداية

I want to immerse you into what these kinds of measurements require.

أود أن أطلعكم على متطلبات قياس هذه الأنواع

So in order to work, we actually dive at night,

لذا من أجل العمل نغوص فعلياً في الليل

and this is because we're trying to minimize any interactions

لأننا بهذا نريد أن نقلل أية تداخلات

between the laser and sunlight

ما بين الليزر وأشعة الشمس

and we're diving in complete darkness

نغوص في ظلمة تامة

because we do not want to scare away the organisms we're trying to study.

لأننا لا نريد إخافة تلك المخلوقات التي نحاول دراستها

And then once we find the organisms we're interested in,

وحالما نجد ما يثير اهتمامنا

we turn on a green laser.

نقوم بتشغيل الليزر الأخضر

And this green laser is actually illuminating a sheet of fluid,

يقوم الليزر فعليا بإضاءة سطح السائل

and in that fluid,

وفي ذلك السائل

it's reflecting off of particles that are found everywhere in the ocean.

يعكس كل الجزيئات الموجودة في المحيط

And so as an animal swims through this laser sheet,

فعندما يسبح هذا الحيوان من خلال أشعة الليزر

you can see these particles are moving over time,

تستطيع رؤية تلك الجزيئات تتحرك لساعات طويلة

and so we actually risk our lives to get this kind of data.

لذا فنحن نخاطر بحياتنا للحصول على هذه المعلومات

What you're going to see

الذي سوف تروه

is that on the left these two particles images

إلى اليسار بسبب صور تلك الجزيئات

that shows the displacement of fluid over time,

والذي يعرض لنا عزل هذا السائل

and using that data,

وباستخدام تلك البيانات

you can actually extract what the velocity of that fluid is,

بإمكاننا استخراج ما يتحول إليه هذا السائل

and that's indicated by the vector plots that you see in the middle.

وهذه ما تشير إليه طبقات فيكتور فيما تروه بالمنتصف

And then we can use that data

وبعدها يمكننا استخدام تلك البيانات

to answer a variety of different questions,

لنجيب على العديد من الأسئلة

not only to understand the rotational sense of that fluid,

ليس فقط لفهم الحس الدوراني للسائل

which you see on the right,

الذي ترونه على اليمين

but also estimate something about energetics,

بل ولتقييم شيء حول ما يتعلق بطاقتها

or the kinds of forces that act on these organisms or on the fluid,

او أنواع القوى التي تحدثها هذه الجزيئات في الماء

and also evaluate swimming and feeding performance.

بل ولتقييم السباحة وآلية التغذية

We've used this technique on a variety of different organisms,

ولقد استخدمنا هذه التقنية على العديد من الأحياء المختلفة

but remember, there's an issue here.

ولكن توجد مشكلة هنا

We're only able to study organisms that a scuba diver can reach.

نحن قادرون على دراسة المخلوقات التي نستطيع الوصول إليها بجهاز الغوص

And so before I finish, I want to tell you what the next frontier is

قبل النهاية، أود ان أخبركم ما توصلنا إليه

in terms of these kinds of measurements.

بخصوص تلك الأنواع من المقاييس

And with collaborators at Monterey Bay Aquarium Research Institute,

وبالاشتراك مع معهد أبحاث خليج مونتيراي

we're developing instrumentation to go on remotely opperated vehicles

نحن بصدد تطوير أداة تسمح لنا بالتحكم بالمركبات عن بعد

so we can study organisms anywhere from the surface down to 4000 meters,

بحيث يمكننا من دراسة الأحياء من السطح وحتى 4000 متراً إلى القاع

or two and a half miles.

أو ميلين ونصف

And so we can answer really interesting questions about this organism,

سيكون بإمكاننا الإجابة على عدة أسئلة حول تلك المخلوقات

this is a larvacean,

هذه يرقة

that creates a feeding current and forces fluids through their mucus house

تحدث تيار غذائي وسوائل من خلال جيب مخاطي

and extracts nutrients.

لتستخرج المواد المغذية

And then this animal,

وهذا الحيوان

this is a siphonophore,

إنه حيوان رخوي

and they can get to lengths about half the size of a football field.

يمكن أن يكون بطول نصف حجم كرة القدم

And they're able to swim vertically in the ocean

وهو قادر على السباحة بشكل عامودي في المحيط

by just creating jet propulsion.

فقط عن طريق خلق دفع قوي

And then finally we can answer these questions

وأخيراً نستطيع الإجابة على تلك الأسئلة حول

about how swarming organisms, like krill,

كيف أن يكون هذا الحيوان (فصيلة الجمبريات)

are able to affect mixing on larger scales.

قادر على أن يؤثر في دمج أشكال كبيرة

And this is actually one of the most interesting results so far

وتلك بالفعل من أهم النتائج على الإطلاق

that we've collected using the scuba diving device

التي حصلنا عليها بإستخدام جهاز الغوص

in that organisms, especially when they're moving in mass,

وهذه المخلوقات عندما تتحرك في الزحمة خاصةً

are able to generate mixing

تكون قادرةً على توليد المزج

at levels that are equivalent to some other physical processes

على مراحل قد تساوي لعدة عمليات فيزيائية

that are associated with winds and tides.

والتي تشمل الرياح وتيارات المد والجزر

But before I finish,

ولكن قبل أن أنتهي

I want to leave you all with a question

أريد أن أترك لكم سؤال واحد

because I think it's important to keep in mind

لأني أظن أنه من المهم تذكره دوماً

that technologies today that we take for granted

التقنيات في هذه الأيام نأخذها إعتباراً

started somewhere.

والتي بدأت في مكان ما

It was inspired from something.

كانت قد ألهمتنا من شيء ما

So imagine scientists and engineers were inspired by birds

تخيل العلماء والمهندسين المُلهمين بالطيور

to create airplanes.

ليخترعوا الطائرات فيما بعد

And something we take for granted,

وشيء ما مفروغ من أمره

flying from San Francisco to New York,

كالطيران من سان فرنسيسكو إلى نيويورك

is something that was inspired by an organism.

شيء ما كهذا

And as we're developing these new technologies

وبينما نحن نطور تلك التقنيات الجديدة

to understand marine organisms,

لفهم الأحياء البحرية

what we want to do is answer this question:

مالذي نريد فعله هو الجواب على هذا السؤال

how will marine organisms inspire us?

كيف ستلهمنا هذه المخلوقات البحرية؟

Will they allow us to develop new underwater technologies,

وهل ستسمح لنا بتطوير تقنيات جديدة

like underwater vehicles that look like a jellyfish?

مثل الغواصات التي تشبه قنديل البحر

I think it's a really exciting time in ocean exploration

أظن بأن استكشاف المحيطات هو أمر مثير فعلاً

because now we have the tools available to answer this kind of question,

لأننا لدينا الأدوات لنجيب على تلك الأسئلة

and with the help of you guys at some point,

وبمساعدتكم في نقطة ما

you can apply these tools to answer this kind of question

تستطيعون تطبيق الأدوات للإجابة على ذلك

and also develop technologies of the future.

وتطوير تقنيات جديدة في المستقبل أيضاً

Thank you.