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

海洋生物の驚くべき（見えない）シグナル ― カカニ・カティジャ

翻訳: Shiori Watanabe 校正: Tomoyuki Suzuki

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

私はカカニ・カティジャ 生物工学技術者です

I study marine organisms in their natural environment.

自然環境に生息する海洋生物を 研究しています

And what I want to point out,

私がお伝えしたいことは

and at least you can see this in this visualization,

少なくともこのように 視覚化してみると

is that the ocean environment is a dynamic place.

海洋はダイナミックな 環境であることが分かります

What you're seeing are the kinds of currents,

ここにご覧になっているのは

as well as the whirls,

潮汐や風によって

that are left behind in the ocean because of tides

生み出された海流や渦です

or because of winds.

生み出された海流や渦です

And imagine a marine organism as living in this environment,

海洋生物がこの環境に住み

and they're trying to undergo their entire lives

このような海流に対応しながら

while dealing with currents like these.

生涯を過ごすことを想像してみてください

But what I also want to point out

もう１つ お伝えしたいことは

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

小さな生物も同様に小さな流体の 動きを作りだしていることです

And it's these fluid motions that I study.

この流体の動きを私は研究しています

And we can think about them like being footprints.

足跡のようなものと 考えればよいでしょう

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

私の愛犬キュランです 彼女の足跡を見てください

Footprints provide a lot of information.

足跡はたくさんの情報を与えてくれます

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

足跡を残したのは どの生物か

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

その生物がそこにいたのは いつかだけではなく

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

どんな行動 つまり走っていたのか 歩いていたのか といったことも分かります

And so terrestrial organisms, like my cute dog Kieran,

私の愛犬キュランのように 陸上の生物は

might be leaving footprints behind in dirt or in sand,

泥や砂に足跡を残すかもしれませんが

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

海洋生物は「足跡」なるものを 「後流構造」とか

or hydrodynamic signatures,

「流体力学的シグナル」とよばれる形で

in fluid.

流体に残します

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

想像してみてください 流体は透明なので

because fluid is transparent.

これらの構造を見るのはとても困難です

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

ところが流体に何かを加えると 全く違う光景になります

And you can see that these footprints that marine organisms create

海洋生物は力強く足跡を

are just dynamic.

残していることが分かります

They are constantly changing.

この足跡は常に変化し続けます

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

また海洋生物はこれらのシグナルを 感知する能力も持っています

They can also inform decisions,

感知されたシグナルから情報を得て

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

さらに追っていくか そこから離れるかを決められます

to find a mate or to find food,

つまり交尾相手や餌を探すのか

or maybe avoid these signatures to avoid being eaten.

捕食されないように シグナルから逃げるのかという判断です

So imagine the ability to be able

この類のシグナルを見たり

to not only see or visualize these kinds of signatures,

視覚化したりするだけではなく 測定することができたら

but to also measure them.

良いと思いませんか？

This is the engineering side of what I do.

これこそ 技術者としての 私の仕事です

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

私が実際に行ったのは 研究室で用いる技術を

and miniaturized it and basically shrunk it down

小型化することで

要するに水中でも 利用できるように縮小し

into the use of underwater housings

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

スキューバダイバーが１人でも 使える装置を作ることでした

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

これでスキューバダイバーは 海面から40メートルまでの

or 120 feet deep,

どこにでも潜って

to measure the hydrodynamic signatures that organisms create.

生物が作りだす流体力学的な シグナルを測定できます

Before I begin,

説明を始める前に

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

皆さんをこのような測定を行う 水の世界へとお連れしましょう

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

私たちは作業を行うために 実は夜に潜ります

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

それは日光のレーザー光に対する影響を

between the laser and sunlight

最小限に抑えたいからです

and we're diving in complete darkness

真っ暗な中で潜っているのは

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

研究対象の生物が驚いて 逃げて行かないようにするためです

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

私たちは興味のある生物を見つけるとすぐに

we turn on a green laser.

緑色レーザーのスイッチを入れます

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

この緑色レーザーは 流体をシート状に照らし出し

and in that fluid,

その流体の中では

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

海洋の至る所に見られる粒子で反射します

And so as an animal swims through this laser sheet,

生物がこのレーザーで照らされた シートの中を泳ぐにつれ

you can see these particles are moving over time,

粒子も時間と共に 動いていくことが分かります

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

私たちは命がけで これらのデータを集めます

What you're going to see

粒子を映し出す２つの図のうち

is that on the left these two particles images

左側の図が表しているのは

that shows the displacement of fluid over time,

時間と共に変化する 流体の変位です

and using that data,

このデータを使って

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

その流体の速度を 算出することができます

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

それは中央の図の 矢印プロットで示されています

And then we can use that data

このデータを使って

to answer a variety of different questions,

さまざまな疑問に答えることができます

not only to understand the rotational sense of that fluid,

右の図が示しているように 回転方向の様子を

which you see on the right,

理解するだけでなく

but also estimate something about energetics,

エネルギーの流れや

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

これらの生物や流体に掛かる 力を推定することや

and also evaluate swimming and feeding performance.

また遊泳行動や摂餌行動を 評価することもできます

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

私たちはこの技術を様々な 生物に適用してきました

but remember, there's an issue here.

しかし ここにはある問題があります

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

スキューバダイバーが潜れる場所にいる 生物しか研究することができません

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

話を終える前に この類の測定の観点から

in terms of these kinds of measurements.

次に来る最先端の研究について お話ししようと思います

And with collaborators at Monterey Bay Aquarium Research Institute,

モントレー湾水族館研究所の 協力を得て

we're developing instrumentation to go on remotely opperated vehicles

私たちは遠隔操作型無人潜水機に 搭載する器具を開発しています

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

海面から水深４千メートルまでに 生息する生物を―

or two and a half miles.

研究できるようにするためです

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

それによってこの生物に関する 実に興味深い疑問を解消できました

this is a larvacean,

これはオタマボヤです

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

摂餌のために水流を作り 「ハウス」を通過させ

and extracts nutrients.

栄養を濾し取ります

And then this animal,

次の動物は―

this is a siphonophore,

これはクダクラゲです

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

サッカーコートの半分の長さまで 成長することができます

And they're able to swim vertically in the ocean

ジェット推進力を発生させるだけで

by just creating jet propulsion.

海中を上下に移動することが可能です

And then finally we can answer these questions

そしてようやく 次の疑問に答えられます

about how swarming organisms, like krill,

オキアミのように群泳している 生物がどのようにして

are able to affect mixing on larger scales.

より広範囲に海水を 混合できるのかという問題です

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

これは私たちが潜水装置を 利用して得られたデータの中で

that we've collected using the scuba diving device

もっとも興味深い結果の一つで

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

オキアミは特に大群となって 動いているときに

are able to generate mixing

混合を引き起こすことができます

at levels that are equivalent to some other physical processes

それは風や潮汐と関連する その他の様々な物理現象と

that are associated with winds and tides.

同等の規模で起きています

But before I finish,

講演を終える前に

I want to leave you all with a question

皆さんに１つ質問します

because I think it's important to keep in mind

なぜなら私たちが 今日 当たり前に使っている技術は

that technologies today that we take for granted

どこかで始まったと 念頭に置くことが

started somewhere.

大切だと思うからです

It was inspired from something.

何かから閃いたのです

So imagine scientists and engineers were inspired by birds

科学者や技術者は 鳥から閃めきを得て

to create airplanes.

飛行機を作りました

And something we take for granted,

私たちが当たり前だと感じること―

flying from San Francisco to New York,

サンフランシスコからニューヨークまで 飛んで行くといったことは

is something that was inspired by an organism.

ある生物から閃いたのです

And as we're developing these new technologies

海洋生物を理解するための新しい技術が

to understand marine organisms,

進歩するにつれて

what we want to do is answer this question:

こんな疑問に 答えてみたくなります

how will marine organisms inspire us?

海洋生物はどんな閃きを 与えてくれるのでしょうか？

Will they allow us to develop new underwater technologies,

クラゲみたいな形をした 水中機といった

like underwater vehicles that look like a jellyfish?

新しい水中の技術を 進歩させてくれるのでしょうか？

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

今は海洋探査において とても心躍る時代だと思います

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

なぜなら 今私たちは これらの疑問に答えるための道具を持っていて

and with the help of you guys at some point,

いつの日か 皆さんの助けを得て

you can apply these tools to answer this kind of question

この類の疑問に答えるために これらの道具を活かすことができるし

and also develop technologies of the future.

また 未来の技術を 発展させることができるからです

Thank you.

ありがとうございました