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

Tradutor: Margarida Ferreira

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

Chamo-me Kakani Katija, e sou bioengenheira.

I study marine organisms in their natural environment.

Estudo os organismos marinhos, no seu meio ambiente natural.

And what I want to point out,

Quero fazer-vos notar

and at least you can see this in this visualization,

— e podem ver isso nesta visualização —

is that the ocean environment is a dynamic place.

que o ambiente dos oceanos é um local dinâmico.

What you're seeing are the kinds of currents,

Estão a ver os tipos de correntes e os redemoinhos

as well as the whirls,

that are left behind in the ocean because of tides

que existem no oceano, por causa das marés,

or because of winds.

ou por causa dos ventos.

And imagine a marine organism as living in this environment,

Imaginem um organismo marinho que vive neste ambiente

and they're trying to undergo their entire lives

e tenta sobreviver, durante toda a vida,

while dealing with currents like these.

tendo que lidar com correntes como estas.

But what I also want to point out

Mas também quero fazer-vos notar

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

que os pequenos organismos também criam movimentos fluidos.

And it's these fluid motions that I study.

São esses movimentos fluidos que eu estudo.

And we can think about them like being footprints.

Podemos pensar neles como sendo pegadas.

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

Este é o meu cão Kieran, reparem nas pegadas dele.

Footprints provide a lot of information.

As pegadas fornecem muitas informações.

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

Dizem-nos que tipo de organismo é que as deixou,

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

também podem dizer-nos qualquer coisa

sobre quando é que esse organismo ali esteve,

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

e também que tipo de comportamento: esteve a correr ou a andar?

And so terrestrial organisms, like my cute dog Kieran,

Os organismos terrestres, como o meu cão Kieran,

might be leaving footprints behind in dirt or in sand,

podem deixar pegadas na poeira ou na areia,

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

mas os organismos marinhos deixam pegadas nos fluidos,

sob a forma do que chamamos estruturas de esteiras

or hydrodynamic signatures,

ou assinaturas hidrodinâmicas.

in fluid.

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

Imaginem, é muito difícil ver este tipo de estruturas,

because fluid is transparent.

porque os fluido é transparente.

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

Mas se juntarmos qualquer coisa ao fluido, obtemos uma imagem totalmente diferente.

And you can see that these footprints that marine organisms create

Vemos assim que estas pegadas criadas pelos organismos marinhos

are just dynamic.

são muito dinâmicas.

They are constantly changing.

Estão a mudar constantemente.

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

Os organismos marinhos também têm sensibilidade a estas assinaturas.

They can also inform decisions,

Também podem influenciar decisões,

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

como querer continuar ou não a seguir uma assinatura como esta,

to find a mate or to find food,

para encontrar um companheiro ou comida.

or maybe avoid these signatures to avoid being eaten.

Ou talvez evitar estas assinaturas para não serem comidos.

So imagine the ability to be able

Imaginem a possibilidade

to not only see or visualize these kinds of signatures,

de poder ver ou visualizar este tipo de assinaturas,

but to also measure them.

e ainda por cima poder medi-las.

This is the engineering side of what I do.

Este é o lado de engenharia que eu faço.

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

Agarrei numa técnica de laboratório,

and miniaturized it and basically shrunk it down

miniaturizei-a e encolhi-a

into the use of underwater housings

para usar nos abrigos subaquáticos,

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

para fazer um aparelho que um mergulhador pode usar.

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

Um mergulhador pode mergulhar até 40 m de profundidade,

or 120 feet deep,

to measure the hydrodynamic signatures that organisms create.

para medir as assinaturas hidrodinâmicas que esse organismo cria.

Before I begin,

Antes de começar,

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

quero mergulhar-vos no que este tipo de medidas exige.

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

Para podermos trabalhar, mergulhamos à noite,

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

porque queremos minimizar quaisquer interações

between the laser and sunlight

entre o laser e a luz do sol

and we're diving in complete darkness

e mergulhamos em total escuridão

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

porque não queremos afugentar os organismos que queremos estudar.

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

Depois de encontrarmos os organismos que nos interessam,

we turn on a green laser.

acendemos um laser verde.

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

Este laser verde ilumina uma camada de fluido.

and in that fluid,

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

Nesse fluido refletem-se partículas

que se encontram por todo o oceano.

And so as an animal swims through this laser sheet,

Por isso, quando um animal nada por esta camada iluminada a laser,

you can see these particles are moving over time,

vemos essas partículas a moverem-se.

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

— e arriscamos a vida para obter este tipo de dados.

What you're going to see

Vamos ver, à esquerda, estas imagens de partículas

is that on the left these two particles images

that shows the displacement of fluid over time,

que mostram a deslocação do fluido ao longo do tempo,

and using that data,

e usando estes dados,

podemos deduzir qual é a velocidade deste fluido,

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

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

que é indicada pelos vetores que vemos no meio.

And then we can use that data

Depois, podemos usar esses dados

to answer a variety of different questions,

para responder a uma série de diferentes perguntas,

not only to understand the rotational sense of that fluid,

não só para perceber o sentido de rotação deste fluido,

which you see on the right,

que vemos à direita,

but also estimate something about energetics,

mas também para calcular uma coisa sobre a energia,

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

ou o tipo de forças que atuam nestes organismos ou no fluido

and also evaluate swimming and feeding performance.

e também avaliar o desempenho na natação e na alimentação.

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

Temos usado esta técnica numa série de diferentes organismos

but remember, there's an issue here.

mas, notem, há aqui um problema.

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

Só podemos estudar organismos a que um mergulhador pode chegar.

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

Antes de acabar, queria dizer qual é a próxima fronteira,

in terms of these kinds of measurements.

em termos deste tipo de medidas,

And with collaborators at Monterey Bay Aquarium Research Institute,

Com colaboradores no Instituto de Pesquisa do Aquário da Baía de Monterey,

we're developing instrumentation to go on remotely opperated vehicles

estamos a desenvolver instrumentos

para acionar veículos controlados à distância

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

para podermos estudar organismos até 4000 metros de profundidade,

or two and a half miles.

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

Portanto, podemos responder a perguntas interessantes sobre estes organismos.

this is a larvacean,

Isto é uma Larvacea.

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

que cria uma corrente de alimentação

e força os fluidos através da sua "casa" mucosa.

and extracts nutrients.

extraindo os nutrientes.

And then this animal,

Depois, este animal — este é um sifonóforo —

this is a siphonophore,

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

pode percorrer distâncias de cerca de metade de um campo de futebol.

And they're able to swim vertically in the ocean

Podem nadar verticalmente no oceano

by just creating jet propulsion.

criando propulsão a jato.

And then finally we can answer these questions

Finalmente, podemos responder a estas perguntas

about how swarming organisms, like krill,

sobre como organismos em grupos, como o "krill",

are able to affect mixing on larger scales.

conseguem afetar misturas em grande escala.

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

Este é um dos resultados mais interessantes até aqui,

that we've collected using the scuba diving device

que já reunimos, usando o aparelho de mergulho

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

nesses organismos, em especial onde eles se movimentam em massa,

are able to generate mixing

conseguem gerar misturas

at levels that are equivalent to some other physical processes

a níveis que são equivalentes a outros processos físicos

that are associated with winds and tides.

que estão associados a ventos e marés.

But before I finish,

Mas, antes de terminar,

I want to leave you all with a question

quero deixar-vos com uma pergunta

because I think it's important to keep in mind

porque penso que é importante ter em conta

that technologies today that we take for granted

que as tecnologias hoje que consideramos como garantidas

started somewhere.

começaram algures,

It was inspired from something.

foram inspiradas por alguma coisa.

So imagine scientists and engineers were inspired by birds

Os cientistas e os engenheiros foram inspirados pelas aves

to create airplanes.

para criar os aeroplanos.

And something we take for granted,

E uma coisa que para nós é trivial,

flying from San Francisco to New York,

que voa de São Francisco a Nova Iorque,

is something that was inspired by an organism.

é uma coisa que foi inspirada por um organismo.

And as we're developing these new technologies

À medida que vamos desenvolvendo estas novas tecnologias

to understand marine organisms,

para compreender os organismos marinhos,

what we want to do is answer this question:

queremos responder a esta pergunta:

how will marine organisms inspire us?

Como é que os organismos marinhos nos vão inspirar?

Will they allow us to develop new underwater technologies,

Irão permitir que desenvolvamos novas tecnologias submarinas,

like underwater vehicles that look like a jellyfish?

como veículos subaquáticos que pareçam alforrecas?

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

Penso que é uma época empolgante na exploração dos oceanos

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

porque agora temos ferramentas disponíveis para responder a este tipo de perguntas,

and with the help of you guys at some point,

e com a vossa ajuda, a certa altura,

you can apply these tools to answer this kind of question

podemos aplicar essas ferramentas para responder a este tipo de perguntas

and also develop technologies of the future.

e desenvolver tecnologias do futuro.

Thank you.

Obrigada.

(Aplausos)