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

번역: Katherine Cho 검토: Joowon Lee

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

제 이름은 카카니 카트지아고, 저는 생물 공학자입니다.

I study marine organisms in their natural environment.

저는 자연 생태계에 있는 해양 생물들을 연구합니다.

And what I want to point out,

그리고 제가 말하고자 하는 것은

and at least you can see this in this visualization,

여기서 보실 수 있겠지만

is that the ocean environment is a dynamic place.

해양 생태계는역동적인 곳입니다.

What you're seeing are the kinds of currents,

지금 여기 보시는 것은

as well as the whirls,

파도나 바람에 의해 바다에 남겨지는

that are left behind in the ocean because of tides

해류의 종류들,

or because of winds.

그리고 빙빙 도는 것들입니다.

And imagine a marine organism as living in this environment,

해양 생물이 이 환경에서 사는 것을 상상해보면

and they're trying to undergo their entire lives

이런 해류를 견뎌내면서

while dealing with currents like these.

평생을 삽니다.

But what I also want to point out

그런데 제가 또 말하고자 하는 것은

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

작은 생물들도 작은 유체의 운동을 만든다는 겁니다.

And it's these fluid motions that I study.

제가 연구하는 것이 유체의 운동입니다.

And we can think about them like being footprints.

우리는 이것을 발자국이라고 생각할 수 있습니다.

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

이것은 제 개 키에렌이고, 이 아이의 발자국을 한번 보세요.

Footprints provide a lot of information.

발자국은 많은 정보를 줍니다.

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

어떤 생물이 그것을 남겼는지 뿐만 아니라

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

그 생물이 언제 그곳에 있었는지에 대해 알려주기도 하지만

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

뛰었는지, 걸었는지 등 어떤 행동을 하고 있었는지도 알려줍니다.

And so terrestrial organisms, like my cute dog Kieran,

제 귀여운 키에렌 같은 육상 동물들은

might be leaving footprints behind in dirt or in sand,

흙이나 모래에 발자국을 남기고 있을 수도 있지만

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

해양 생물들은 발자국을 우리가 흔히 말하는 '흔적 구조'나

or hydrodynamic signatures,

유체 역학 흔적의 형태를

in fluid.

액체로 남깁니다.

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

이제 상상해보면 액체는 투명하기 때문에

because fluid is transparent.

이런 구조를 보는 것이 어렵습니다.

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

그러나 액체에 무언가 첨가하면 완전히 다른 그림이 나옵니다.

And you can see that these footprints that marine organisms create

해양 생물들이 만드는 이런 발자국들은

are just dynamic.

매우 대단한 것이죠.

They are constantly changing.

끊임없이 변하고 있습니다.

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

그리고 해양 생물들은 이런 흔적들을 감지할 수 있는 능력이 있습니다.

They can also inform decisions,

그들은 이런 흔적들을 따라갈지 말지 등과 같이

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

선택들을 알려주어

to find a mate or to find food,

짝이나 먹이를 찾거나

or maybe avoid these signatures to avoid being eaten.

잡아먹히지 않기 위해 이러한 흔적들을 피할 수도 있습니다.

So imagine the ability to be able

그러면 이런 흔적들을

to not only see or visualize these kinds of signatures,

보거나 형상화할 수 있을 뿐만 아니라

but to also measure them.

측정할 수 있는 능력이 있다고 상상해 보세요.

This is the engineering side of what I do.

이것이 제가 공학적으로 맡고 있는 부분입니다.

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

저는 실제 연구 기술을

and miniaturized it and basically shrunk it down

물속의 주택 사용으로

최소화시키고 기본적으로 줄여서

into the use of underwater housings

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

스쿠버 다이버 한 명이 사용할 수 있는 장치를 만들었습니다.

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

그리하여 한 명의 스쿠버 다이버가

생물들이 만드는 유체 역학의 흔적들을 재기 위해

or 120 feet deep,

to measure the hydrodynamic signatures that organisms create.

수면으로부터 4m 혹은 120m까지 갈 수 있습니다.

Before I begin,

시작하기 전에

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

이러한 측량이 어떤 것을 요구하는지에 여러분을 몰두시키고자 합니다.

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

저희는 작업하기 위해서 밤에 잠수를 하는데

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

이것은 레이저와 햇빛 사이의

상호 작용을 최소화하기 위해서이고

between the laser and sunlight

and we're diving in complete darkness

저희가 연구하고자 하는 생물들을 달아나게 하지 않기 위해

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

완전한 어둠속에서 하는 것입니다.

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

그리고 저희가 관심 있는 생물을 찾으면

we turn on a green laser.

초록색 레이저를 켭니다.

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

그리고 이 레이저는 사실 액체 한 면을 비추고 있으며

and in that fluid,

그 액체 속에는

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

바다의 모든 곳에서 발견되는 입자들을 반사하고 있습니다.

And so as an animal swims through this laser sheet,

그래서 동물이 레이저 면 속으로 헤엄치면

you can see these particles are moving over time,

이 입자들이 시간에 따라 움직이는 것을 볼 수 있으며

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

저희는 이 데이터를 얻기 위해 목숨을 거는 것입니다.

What you're going to see

여러분이 보실 것은

is that on the left these two particles images

왼쪽에 이 두 물질 이미지들이

that shows the displacement of fluid over time,

시간에 따른 액체의 변화를 보여준다는 것이며

and using that data,

이 자료를 사용해서

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

그 액체의 속도가 무엇인지 추출할 수 있으며

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

그것은 가운데에 보이는 벡터 플롯을 통해 표시됩니다.

And then we can use that data

그리고나서 그 데이터를 사용하여

to answer a variety of different questions,

다양한 종류의 질문들을 답할 수 있으며

not only to understand the rotational sense of that fluid,

오른쪽에 보이는

그 액체의 회전 정도를 이해하는데 뿐만 아니라

which you see on the right,

but also estimate something about energetics,

에너지학, 또는 이런 생물들과 그 액체와 작용하는 생물들에 대해

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

무언가를 예측할 수 있으며

and also evaluate swimming and feeding performance.

수영과 먹는 행위까지 평가할 수 있습니다.

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

저희는 이 기술을 다양한 생물 종에 사용했지만

but remember, there's an issue here.

중요한 것은 문제가 있다는 것입니다.

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

저희는 스쿠버 다이버가 도달할 수 있는 생물들 밖에 연구를 못합니다.

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

강의를 마치기 전에 이러한 측량적인 면에서

in terms of these kinds of measurements.

다음 한계가 무엇인지 말씀 드리고자 합니다.

And with collaborators at Monterey Bay Aquarium Research Institute,

몬테레이 해안 수족관 연구 기관의 협력자들과 함께

we're developing instrumentation to go on remotely opperated vehicles

원격 조정 운송 수단에 탑재될 기계 장치를 개발하여

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

2.5 마일, 혹은 수면으로 부터

해발 4,000m까지의 모든 생물을 연구할 수 있도록 하려고 합니다.

or two and a half miles.

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

그리하여 저희는 이런 생물들에 대해 흥미로운 질문들을 답할 수 있죠,

this is a larvacean,

이것은 유형류인데

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

이는 점액 집을 통해 궤전전류와 힘을 만들고

and extracts nutrients.

영양분을 추출합니다.

And then this animal,

그리고 이 동물,

this is a siphonophore,

이것은 관해파리인데

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

이 종은 미식 축구 경기장 절반 크기의 깊이까지 내려갈 수 있습니다.

And they're able to swim vertically in the ocean

그리고 이들은 단순히 제트 추진을 통해

by just creating jet propulsion.

바다에서 수직으로 수영을 할 수 있습니다.

And then finally we can answer these questions

그리고 우리는 드디어

about how swarming organisms, like krill,

크릴새우와 같이 때를 지어 다니는 생물들이

are able to affect mixing on larger scales.

큰 단위로 혼합하는 데 어떻게 영향을 주는지에 대해 답할 수 있습니다.

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

이것은 저희가 스쿠버 다이빙 장치를 통해 얻은

that we've collected using the scuba diving device

가장 흥미로운 결과들 중 하나인데

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

바로 생물들은, 특히 때거지로 이동할 때

are able to generate mixing

바람과 파도와 관련된

at levels that are equivalent to some other physical processes

다른 물리적인 과정과 같은 정도로

혼합을 할 수 있다는 것 입니다.

that are associated with winds and tides.

But before I finish,

그런데 제가 끝내기 전에

I want to leave you all with a question

여러분에게 질문 하나를 남기고 싶은데

because I think it's important to keep in mind

이는 저는 오늘날 저희가 당연하다고 생각하는 기술들이

that technologies today that we take for granted

어디서부터인가 시작되었다는 것을

started somewhere.

머리속에 기억해두는 것이 중요하다고 생각하기 때문입니다.

It was inspired from something.

모두 무언가로부터 영감을 받았습니다.

So imagine scientists and engineers were inspired by birds

과학자들과 공학자들이 새들에게 영감을 받아

to create airplanes.

비행기를 만들었다고 상상해보세요.

And something we take for granted,

그리고 저희가 당연하다고 생각하는

flying from San Francisco to New York,

샌프란시스코부터 뉴욕까지 나는 것은

is something that was inspired by an organism.

생물로부터 영감을 받은 것입니다.

And as we're developing these new technologies

해양 생물들을 이해하기 위해

to understand marine organisms,

이러한 새로운 기술들을 개발하면서

what we want to do is answer this question:

저희가 하고 싶은 것은 '어떻게 해양 생물들이 우리에게 영감을 줄 것인가?'

how will marine organisms inspire us?

이 질문의 해답을 찾는 것입니다.

Will they allow us to develop new underwater technologies,

해파리처럼 생긴 해저 장치와 같은

like underwater vehicles that look like a jellyfish?

새로운 해저 기술들을 개발할 수 있게 해 줄까요?

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

저는 지금의 해양 탐색이 매우 흥미로운 시점에 있다고 생각해요,

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

이런 질문을 해결할 수 있는 도구들을 다 갖추었기 때문이고

and with the help of you guys at some point,

어느 시점에서 여러분의 도움을 통해

you can apply these tools to answer this kind of question

그러한 방법들로 질문을 해결하고

and also develop technologies of the future.

미래 기술들을 개발하는데 적용할 수도 있습니다.

Thank you.

감사합니다.