Под руководством Ферхата Каракаса, аспиранта факультета машиностроения Университета Южной Флориды (USF), исследование было соавтором Джордана Вингейта, стажёра Национального научного фонда (NSF) по исследовательскому опыту для студентов (REU) в Бермудском институте. наук об океане (BIOS); Леокадио Бланко-Берсьял и Эми Маас, младшие ученые BIOS; и Дэвид Мерфи, доцент USF.
В исследовании изучались движения или кинематика плавания девяти видов пелагических улиток, обитающих в теплой воде, обнаруженных в водах у берегов Бермудских островов: семи косомных птеропод (которые могли иметь спиралевидные, удлиненные или шаровидные раковины), один гимносомный птеропод (который теряет свою молодость). оболочка во время развития) и один гетеропод (имеющий спиральную оболочку). Птероподы, возможно, самые известные среди пелагических улиток, часто называются «морскими бабочками», так как их ступня улитки превратилась в пару крыльевидных придатков, которые, перемещаясь по воде, «хлопают».
Исторически сложилось так, что изучение этих хрупких организмов было трудным, поскольку их нельзя было выращивать и поддерживать в лабораторных условиях.
Однако близость BIOS к открытому океану позволяла собирать живые организмы и перевозить их на берег менее чем за час.
Сбор данных начался сразу по возвращении, и большинство экспериментов было завершено в течение одного дня после сбора.
Используя высокоскоростную систему 3-D фотографии с низким увеличением, исследовательская группа смогла изучить поведение улиток при плавании, разработав подробные модели, показывающие их пути (траектории) плавания через толщу воды, скорость плавания, скорость «взмахов». их придатки, и даже скорость, с которой они тонули, и то, как их снаряды были ориентированы, когда они это делали.
«В то время как наблюдались разные крупномасштабные модели плавания, все виды демонстрировали мелкомасштабные траектории плавания в форме пилообразных зубов, вызванные взмахами реципрокных придатков», – сказал Бланко Берсиал.
Затем исследователи проанализировали образцы зоопланктона, собранные с поверхности на глубине до 3000 футов (1000 метров) с помощью системы сетей MOCNESS (набор длинных конических сетей и датчиков, буксируемых за исследовательским судном), чтобы определить численность и распространение этих организмов у берегов Бермудских островов. В сочетании с молекулярными данными и изображениями с помощью ZooScan, устройства, используемого для создания цифровых изображений зоопланктона, команда также смогла связать поведение при плавании с вертикальным распределением в ночное и дневное время. Более крупные виды опускались и подплывали намного быстрее и могли проявлять активность на гораздо больших глубинах, тогда как более медленные и мелкие виды ограничивались меньшими глубинами.
Это указывает на то, что размер действительно играет роль в вертикальной структуре среды обитания, а также во взаимодействиях хищник-жертва.
«Этот проект объединил опыт инженеров, молекулярных биологов и экологов, а также множество различных технологий, чтобы изучить движение, экологию и распространение этой прекрасной группы организмов», – сказал Маас. «Этот тип трансдисциплинарного сотрудничества происходит не очень часто, и он позволил нам узнать об одном из аспектов науки об океане, который ранее был недостаточно изучен."
Уникальность этого исследования еще больше подчеркивает роль второго автора исследования, Джордана Вингейта, который в 2018 году проходил стажировку NSF REU в BIOS во время учебы в Военном колледже Джорджии.
В течение своей трехмесячной стажировки Вингейт работала с Маас над проектом, который лег в основу этой статьи, и в конечном итоге представила результаты своих исследований на Встрече по наукам об океане 2020 года в Сан-Диего, Калифорния.
«Я чувствую себя настолько успешным, что являюсь автором, публикуемым в рецензируемом научном журнале, будучи студентом бакалавриата», – сказал Уингейт, который закончит Университет Западной Флориды осенью 2021 года со степенью бакалавра в области морской биологии. «Мне очень повезло, что я смог довести этот проект до конца, и я благодарен Эми за ее наставничество и руководство, когда я работал над проблемами, связанными с изучением птероподов, новых языков компьютерного программирования и навыков анализа данных. требуется для публикации этого исследования."