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

תרגום: Ido Dekkers עריכה: Tal Dekkers

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

אז שמי קקני קטיג'ה, ואני מהנדסת ביולוגית.

I study marine organisms in their natural environment.

אני חוקרת אורגניזמים ימיים בסביבה הטבעית שלהם.

And what I want to point out,

ומה שאני רוצה להראות,

and at least you can see this in this visualization,

ולפחות אתם יכולים לראות את זה בהדמיה,

is that the ocean environment is a dynamic place.

זה שהסביבות הימיות הן מקום דינמי.

What you're seeing are the kinds of currents,

מה שאתם רואים הם סוג של זרמים,

as well as the whirls,

כמו גם מערבולות,

that are left behind in the ocean because of tides

שנשארות מאחור באוקיינוס בגלל גאות

or because of winds.

או בגלל רוחות.

And imagine a marine organism as living in this environment,

ודמיינו אורגניזם ימי כחי בסביבה הזו,

and they're trying to undergo their entire lives

והם מנסים לעבור את כל חייהם

while dealing with currents like these.

בעודם מתמודדים עם זרמים כמו אלה.

But what I also want to point out

אבל מה שאני גם רוצה להצביע עליו

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

זה שאורגניזמים קטנים גם יוצרים תנועות נוזלים קטנות.

And it's these fluid motions that I study.

ואלה תנועות הנוזלים האלו שאותן אני חוקרת.

And we can think about them like being footprints.

ואנחנו יכולים לחשוב עליהן כמו עקבות.

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

אז זאת הכלבה שלי קיארן, והביטו בעקבות שלה.

Footprints provide a lot of information.

עקבות מספקות הרבה מידע.

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

לא רק שהן מספרות לנו איזה סוג של אורגניזמים השאיר אותן,

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

הם אולי יגידו לנו משהו על מתי האורגניזם היה שם,

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

אבל גם איזה סוג של התנהגות, האם הם רצו או הלכו?

And so terrestrial organisms, like my cute dog Kieran,

וכך אורגניזמים יבשתיים כמו הכלבה החמודה שלי קיארן,

might be leaving footprints behind in dirt or in sand,

אולי משאירה עקבות בעפר או חול,

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

אבל אורגניזמים ימיים משאירים עקבות בצורה של מה שאנחנו קוראים לו מבני שובל,

or hydrodynamic signatures,

או חותמות הידרו דינמיות,

in fluid.

בנוזל.

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

עכשיו דמיינו, זה באמת קשה לראות את סוג המבנים האלו

because fluid is transparent.

מפני שנוזל הוא שקוף.

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

עם זאת, אם אנחנו מוסיפים משהו לנוזל, אנחנו מקבלים תמונה שונה לגמרי.

And you can see that these footprints that marine organisms create

ואתם יכולים לראות שהעקבות האלו שאורגניזמים ימיים יוצרים

are just dynamic.

הן רק דינמיות.

They are constantly changing.

הן כל הזמן משתנות.

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

ולאורגניזמים ימיים יש גם את היכולת לחוש את החותמות האלו.

They can also inform decisions,

הם גם יכולים לעשות החלטות מודעות,

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

כמו אם הם רוצים להמשיך לעקוב אחרי חתימות כמו זו

to find a mate or to find food,

כדי למצוא זוג או מזון,

or maybe avoid these signatures to avoid being eaten.

או אלי להמנע מהחותמות האלו כדי להמנע מלהאכל.

So imagine the ability to be able

אז דמיינו את היכולת להיות מסוגלים

to not only see or visualize these kinds of signatures,

לא רק לראות או לדמיין את סוג החותמות האלו,

but to also measure them.

אלא גם לאמוד אותן.

This is the engineering side of what I do.

זה הצד ההנדסי של מה שאני עושה.

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

וכך מה שעשיתי זה שלמעשה לקחתי שיטה מעבדתית

and miniaturized it and basically shrunk it down

והקטנתי אותה ובעיקרון כווצתי אותה

into the use of underwater housings

לשימוש בסביבות מחיה תת מימיות

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

כדי ליצור מכשיר שצוללן בודד יכול להשתמש בו.

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

וכך צוללן בודד יכול ללכת לכל מקום מפני המים עד לעומק 40 מטר,

or 120 feet deep,

או 120 רגל,

to measure the hydrodynamic signatures that organisms create.

כדי למדוד את החתימה ההידרו דינמית שאורגניזמים יוצרים.

Before I begin,

לפני שאתחיל,

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

אני רוצה להקיף אתכם במה שסוגי המדידות האלו דורשות.

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

אז כדי לעבוד, אנחנו למעשה צוללים בלילה,

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

וזה בגלל שאנחנו מנסים להקטין כל אינטראקציה

between the laser and sunlight

בין הלייזר והשמש

and we're diving in complete darkness

ואנחנו צוללים בחשכה מוחלטת

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

בגלל שאנחנו לא רוצים להבהיל את האורגניזמים שאנחנו מנסים לחקור.

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

ואז ברגע שאנחנו מוצאים את האורגניזמים שאנחנו מתעניינים בהם,

we turn on a green laser.

אנחנו מדליקים לייזר ירוק.

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

והלייזר הירוק הזה למעשה מאיר יריעת נוזל,

and in that fluid,

ובנוזל הזה,

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

הוא משתקף מחלקיקים שנמצאים בכל מקום באוקיינוס.

And so as an animal swims through this laser sheet,

וכך כשחייה שוחה דרך יריעת הלייזר,

you can see these particles are moving over time,

אתם יכולים לראות את החלקיקים האלה נעים לאורך הזמן,

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

וכך אנחנו למעשה מסכנים את חיינו כדי לקבל את סוג המידע הזה.

What you're going to see

מה שאתם תראו

is that on the left these two particles images

זה שמשמאל תמונות חלקיקים

that shows the displacement of fluid over time,

שמראים את ההזחה של נוזלים לאורך זמן,

and using that data,

ובשימוש במידע הזה,

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

אתם יכולים למעשה לגלות מה המהירות של הנוזל,

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

וזה נראה על ידי שירטוטי הווקטור שאתם רואים במרכז.

And then we can use that data

ואז אנחנו יכולים להשתמש במידע

to answer a variety of different questions,

כדי לענות על מגוון שאלות שונות,

not only to understand the rotational sense of that fluid,

לא רק כדי להבין את המובן הסיבובי של הנוזל,

which you see on the right,

שאתם רואים מימין,

but also estimate something about energetics,

אלא גם להעריך משהו על אנרגיות,

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

או סוג הכוחות שפועלים על האורגניזמים האלו או על הנוזל,

and also evaluate swimming and feeding performance.

וגם להעריך ביצועי שחיה והזנה.

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

השתמשנו בשיטה הזו על מגוון אורגניזמים שונים,

but remember, there's an issue here.

אבל זכרו, יש בעיה פה.

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

אנחנו מסוגלים רק לחקור אורגניזמים שצוללן יכול להגיע אליהם.

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

וכך לפני שאני אסיים, אני רוצה לספר לכם מה היא המטרה הבאה

in terms of these kinds of measurements.

במונחים של סוג המדידות האלו.

And with collaborators at Monterey Bay Aquarium Research Institute,

ועם משתפי פעולה במכון המחקר של אקווריום מפרץ מונטרי,

we're developing instrumentation to go on remotely opperated vehicles

אנחנו מפתחים מכשור שיולבש על רכבים נשלטים מרחוק

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

כך שנוכל לחקור אורגניזמים בכל מקום מפני השטח לעומק של 4000 מטר,

or two and a half miles.

או שנים וחצי מייל.

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

וכך נוכל לענות באמת על שאלות מעניינות בנוגע לאורגניזם הזה,

this is a larvacean,

זה לרבשיאן,

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

שיוצר זרם הזנה ומכריח נוזלים לעבור דרך בית המוקוס שלהם

and extracts nutrients.

ולמצות חומרים מזינים.

And then this animal,

ואז החיה הזו,

this is a siphonophore,

זה סיפונופור,

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

והם יכולים להגיע לאורך של בערך חצי מגרש פוטבול.

And they're able to swim vertically in the ocean

והם מסוגלים לשחות אנכית באוקיינוס

by just creating jet propulsion.

פשוט על ידי יצירת הנעת סילון.

And then finally we can answer these questions

ואז לבסוף אנחנו יכולים לענות על השאלות האלו

about how swarming organisms, like krill,

על איך אורגניזמים בנחילים כמו קריל,

are able to affect mixing on larger scales.

מסוגלים להשפיע על ערבוב בקנה מידה גדול יותר.

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

וזו למעשה אחת מהתוצאות הכי מעניינות עד עכשיו

that we've collected using the scuba diving device

שאספנו בשימוש במכשיר צלילה

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

באורגניזמים האלו, בעיקר כשהם נעים במאסות,

are able to generate mixing

הם מסוגלים ליצר ערבוב

at levels that are equivalent to some other physical processes

ברמות ששוות לכמה תהליכים פיזיים אחרים

that are associated with winds and tides.

שמקושרים לרוחות וזרמים.

But before I finish,

אבל לפני שאסיים,

I want to leave you all with a question

אני רוצה להשאיר אתכם עם שאלה

because I think it's important to keep in mind

מפני שאני חושבת שזה חשוב לזכור

that technologies today that we take for granted

שטכנולוגיות שאנחנו לוקחים היום כמובנות מאליהן

started somewhere.

התחילו במקום כלשהו.

It was inspired from something.

זה קיבל השראה ממשהו.

So imagine scientists and engineers were inspired by birds

אז דמיינו שמדענים ומהנדסים קיבלו השראה מציפורים

to create airplanes.

כדי ליצור מטוסים.

And something we take for granted,

ומשהו שאנחנו לוקחים כמובן מאליו,

flying from San Francisco to New York,

לטוס מסן פרנסיסקו לניו יורק,

is something that was inspired by an organism.

זה משהו שקיבל השראה מאורגניזם.

And as we're developing these new technologies

וכשאנחנו מפתחים את הטכנולוגיות החדשות האלו

to understand marine organisms,

כדי להבין אורגניזמים ימיים,

what we want to do is answer this question:

מה שאנחנו רוצים לעשות זה לענות על השאלה:

how will marine organisms inspire us?

איך אורגניזמים ימיים נותנים לנו השראה?

Will they allow us to develop new underwater technologies,

האם הם יאפשרו לנו לפתח טכנולוגיות תת מימיות חדשות,

like underwater vehicles that look like a jellyfish?

כמו רכבים תת מימיים שנראים כמו מדוזות?

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

אני חושבת שזה זמן באמת מרגש בחקר ימי

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

מפני שעכשיו יש לנו כלים זמינים כדי לענות על סוג השאלות האלו,

and with the help of you guys at some point,

ועם העזרה שלכם חברה בנקודה מסויימת,

you can apply these tools to answer this kind of question

אתם יכולים ליישם את הכלים האלו כדי לענות על סוג השאלות האלו

and also develop technologies of the future.

וגם לפתח טכנולוגיות לעתיד.

Thank you.

תודה לכם.