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

Traduttore: Valentina Scanu Revisore: Elena Montrasio

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

Mi chiamo Kakani Katija e sono un bioingegnere.

I study marine organisms in their natural environment.

Studio gli organismi marini nel loro ambiente naturale.

And what I want to point out,

Ciò che voglio segnalare,

and at least you can see this in this visualization,

e che potete vedere nell'immagine,

is that the ocean environment is a dynamic place.

è che l'oceano è un luogo dinamico.

What you're seeing are the kinds of currents,

Ciò che state vedendo sono i tipi di corrente.

as well as the whirls,

oltre i vortici,

that are left behind in the ocean because of tides

che rimangono indietro nell'oceano a causa delle maree

or because of winds.

o dei venti.

And imagine a marine organism as living in this environment,

Immaginate un organismo marino che vive in questo ambiente

and they're trying to undergo their entire lives

e tenta di trascorrere l'intera esistenza

while dealing with currents like these.

mentre ha a che fare con correnti come queste.

But what I also want to point out

Tuttavia ciò che voglio mostrare

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

è che i piccoli organismi creano anche piccoli movimenti fluidi.

And it's these fluid motions that I study.

E sono questi movimenti fluidi che studio.

And we can think about them like being footprints.

Possiamo considerarli una sorta di impronte.

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

Questo è il mio cane Kieran, e date un'occhiata alle sue impronte.

Footprints provide a lot of information.

Le impronte forniscono molte informazioni.

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

Non solo dicono che tipo di organismi le hanno lasciate,

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

potrebbero rivelare qualcosa su quando quell'organismo era lì,

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

ma anche il suo tipo di comportamento. Se stava camminando o correndo.

And so terrestrial organisms, like my cute dog Kieran,

In questo modo gli organismi terrestri come la mia adorabile Kieran,

might be leaving footprints behind in dirt or in sand,

potrebbero aver lasciato impronte nella terra o nella sabbia,

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

ma gli organismi marini lasciano impronte simili a "strutture a scia":

or hydrodynamic signatures,

impronte idrodinamiche

in fluid.

nei fluidi.

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

È davvero difficile vedere questi tipi di strutture

because fluid is transparent.

dato che i fluidi sono trasparenti.

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

Ma se aggiungiamo qualcosa al fluido, otteniamo un quadro del tutto diverso.

And you can see that these footprints that marine organisms create

Vedete che queste impronte che gli organismi marini creano

are just dynamic.

sono dinamiche.

They are constantly changing.

Sono in continuo cambiamento.

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

Gli organismi marini sono in grado di percepire queste impronte.

They can also inform decisions,

Possono anche comunicare decisioni

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

come se vogliono continuare o meno a seguire un'impronta come questa

to find a mate or to find food,

per trovare un compagno o del cibo

or maybe avoid these signatures to avoid being eaten.

o forse evitare queste impronte per non essere mangiati.

So imagine the ability to be able

Immaginate la capacità,

to not only see or visualize these kinds of signatures,

non solo di visualizzare questo tipo di impronte,

but to also measure them.

ma anche di misurarle.

This is the engineering side of what I do.

Questo è il settore dell'ingegneria di cui faccio parte.

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

Ciò che ho fatto è, in realtà, prendere una tecnica di laboratorio,

and miniaturized it and basically shrunk it down

miniaturizzarla, ridurla

into the use of underwater housings

all'uso degli alloggi sottomarini

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

per creare un meccanismo che possa essere usato da un singolo sub.

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

Così un singolo sub può andare ovunque, dalla superficie

or 120 feet deep,

ai 40 metri di profondità,

to measure the hydrodynamic signatures that organisms create.

per misurare le impronte idrodinamiche create dagli organismi.

Before I begin,

Prima di iniziare,

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

voglio immergervi in ciò che questi tipi di misure richiedono.

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

Per poter lavorare ci immergiamo di notte,

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

e ciò perché proviamo a minimizzare qualsiasi interazione

between the laser and sunlight

tra il laser e la luce solare

and we're diving in complete darkness

e ci immergiamo nella completa oscurità

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

perché non vogliamo spaventare gli organismi che stiamo studiando.

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

Una volta trovati gli organismi a cui siamo interessati,

we turn on a green laser.

accendiamo un laser verde.

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

Questo laser verde illumina uno strato di fluidi,

and in that fluid,

e in quei fluidi,

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

si riflettono particelle che si trovano ovunque nell'oceano.

And so as an animal swims through this laser sheet,

Così quando un animale nuota attraversando il raggio verde,

you can see these particles are moving over time,

vedete queste particelle che si muovono per un periodo di tempo.

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

Noi rischiamo le nostre vite per ottenere questo tipo di dati.

What you're going to see

Ciò che vedrete

is that on the left these two particles images

è che sulla sinistra queste due immagini di particelle

that shows the displacement of fluid over time,

che mostrano lo spostamento del fluido per un periodo di tempo,

and using that data,

e con l'uso di quei dati,

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

in realtà puoi estrarre la velocità del fluido

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

indicata dai diagrammi vettoriali al centro.

And then we can use that data

Poi possiamo usare quei dati

to answer a variety of different questions,

per rispondere a varie domande,

not only to understand the rotational sense of that fluid,

non solo per capire il senso di quei fluidi,

which you see on the right,

che potete vedere a destra,

but also estimate something about energetics,

ma anche per stimare qualcosa sull'energetica

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

o sui tipi di forza che agiscono su questi organismo o sui fluidi

and also evaluate swimming and feeding performance.

e valutare anche la loro energia e l'alimentazione.

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

Abbiamo usato questa tecnica su una varietà di organismi diversi,

but remember, there's an issue here.

ma ricordate che c'è un problema qui.

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

Possiamo studiare solo gli organismi che un sub può raggiungere.

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

Perciò, prima di finire, voglio svelarvi la prossima frontiera

in terms of these kinds of measurements.

in termini di questo tipo di misurazioni.

And with collaborators at Monterey Bay Aquarium Research Institute,

Con la collaborazione del Monterey Bay Aquarium Research Institute,

we're developing instrumentation to go on remotely opperated vehicles

stiamo sviluppando una strumentazione per procedere con veicoli a comando remoto

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

per studiare organismi ovunque, dalla superficie,

or two and a half miles.

fino ai 4000 metri.

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

Così possiamo rispondere ad alcune domande su questi organismi.

this is a larvacean,

Questo è un detrivoro,

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

che crea una corrente di alimentazione e forze di fluidi con il muco

and extracts nutrients.

ed estrae sostanza nutritive.

And then this animal,

Poi questo animale,

this is a siphonophore,

che è un sifonoforo,

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

può arrivare alla lunghezza della metà di un campo da football.

And they're able to swim vertically in the ocean

Sono in grado di nuotare dall'alto in basso nell'oceano

by just creating jet propulsion.

solo per creare propulsione a reazione.

And then finally we can answer these questions

Infine possiamo rispondere a queste domande

about how swarming organisms, like krill,

su come sciami di organismi come il krill,

are able to affect mixing on larger scales.

incidono sulla miscelazione su scala più ampia.

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

Questo è uno dei risultati più interessanti ottenuti finora

that we've collected using the scuba diving device

che abbiamo ottenuto con l'immersione

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

in quegli organismi, in particolare quando si muovono in massa,

are able to generate mixing

sono in grado di generare miscelazione

at levels that are equivalent to some other physical processes

a livelli equivalenti ad altri processi fisici

that are associated with winds and tides.

associati ai venti e alle maree.

But before I finish,

Tuttavia prima di finire,

I want to leave you all with a question

voglio lasciarvi con una domanda

because I think it's important to keep in mind

dato che penso sia importante ricordare

that technologies today that we take for granted

che le tecnologie che oggi diamo per scontate

started somewhere.

sono originate da qualche parte.

It was inspired from something.

Sono state ispirate da qualcosa.

So imagine scientists and engineers were inspired by birds

Perciò immaginate scienzati e ingegneri ispirati dagli uccelli

to create airplanes.

e che hanno creato gli aerei.

And something we take for granted,

E ciò che diamo per scontato,

flying from San Francisco to New York,

volare da San Francisco a New York,

is something that was inspired by an organism.

è stato ispirato da un organismo.

And as we're developing these new technologies

E dato che stiamo sviluppando queste nuove tecnologie

to understand marine organisms,

per capire gli organismi marini,

what we want to do is answer this question:

ciò che vogliamo fare è rispondere alla domanda:

how will marine organisms inspire us?

come ci ispireranno gli organismi marini?

Will they allow us to develop new underwater technologies,

Ci permetteranno di sviluppare nuove tecnologie sottomarine,

like underwater vehicles that look like a jellyfish?

come veicoli sottomarini che assomigliano a una medusa?

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

Pensa che sia un periodo eccitante nell'esplorazione dell'oceano

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

dato che abbiamo gli strumenti a disposizione per rispondere a domanda,

and with the help of you guys at some point,

e con l'aiuto a un certo punto di voi ragazzi,

you can apply these tools to answer this kind of question

potete applicare questi strumenti per rispondere a questo tipo di domanda

and also develop technologies of the future.

e anche sviluppare le tecnologie del futuro.

Thank you.

Grazie.