Japonskí vedci navrhli mrazničku, ktorá funguje v hlbokom mori – potenciálny prínos pre štúdium krehkého života v regióne.
Tento článok bol pôvodne uvedený na časopis Hakai, online publikácia o vede a spoločnosti v pobrežných ekosystémoch. Prečítajte si viac takýchto príbehov na hakaimagazine.com.
Počas horúcich letných dní v Japonsku nič nezasiahne miesto ako mrazený pomaranč. Populárna maškrta, známa ako reito mikan, chutí výborne, keď sa pripraví doma. Ale chutí ešte lepšie, keď sa vyrába 850 metrov pod hladinou oceánu. „Trochu slané, ale super chutné,“ hovorí Shinsuke Kawagucci, hlbokomorský geochemik z Japonskej agentúry pre vedu a technológiu morskej zeme.
Mrazené ovocie bolo výsledkom mimoriadne chutného vedeckého experimentu. V roku 2020 Kawagucci a jeho kolegovia navrhli veľmi nezvyčajnú mrazničku – skonštruovanú tak, aby fungovala pri intenzívnom tlaku hlbokého mora. Mrazený pomaranč, vychladený v hlbinách japonského zálivu Sagami, bol ich dôkazom, že niečo také je vôbec možné.
Prototyp hlbokomorského mrazničky Kawagucciho a jeho kolegov je v podstate tlakovo odolná trubica s termoelektrickým chladiacim zariadením vo vnútri. Prevedením elektrického prúdu cez dvojicu polovodičov zariadenie vytvára teplotný rozdiel vďaka javu známemu tzv Peltierov efekt. Zariadenie dokáže schladiť svoj obsah až na -13 °C — hlboko pod bod mrazu morskej vody. Pretože na chladenie krytu nepotrebuje kvapalný dusík alebo chladivo, môže byť mraznička postavená kompaktne a s minimálnymi technickými zručnosťami.
S niekoľkými úpravami Kawagucci a jeho kolegovia napíšte do nedávneho článku, ich prototyp mrazničky môže byť viac než len nóbl stroj na občerstvenie. Poskytnutím spôsobu, ako zmraziť vzorky do hĺbky, by takéto zariadenie mohlo zlepšiť schopnosť vedcov študovať hlbokomorský život.
Vynášanie zvierat z hlbín je často deštruktívna záležitosť, ktorá ich môže poškodiť a znetvoriť. Najlepším príkladom je ryba s hladkou hlavou, smutná, zdeformovaná hrudka ryby, ktorá dostala svoje meno podľa tvaru guličky, ktorý nadobudne, keď sa vytrhne zo svojho domova o viac ako 1000 metrov nižšie. (Vo svojom hlbokomorskom prostredí ryby vyzerá ako mnoho iných rýb a sotva dostojí svojmu názvu.)
Hoci vedci už predtým navrhli nástroje na udržanie hlbokomorských vzoriek v chlade na ceste k nim povrch, nový prototyp mrazničky je prvým zariadením schopným zmraziť vzorky hlboko more. Podobne existujú aj iné nástroje umožniť vedcom zbierať stvorenia z hlbín nezranených, ako napr tlakové zberné komory. Tieto však často nefungujú dobre pre malé hlbokomorské živočíchy s mäkkým telom, ktoré sú náchylné na smrť a rozkladajú sa, keď sú chované v kontajnery príliš dlho – často nevyhnutná realita, hovorí Luiz Rocha, kurátor ichtyológie na Kalifornskej akadémii vied v San Francisco. "Prinesenie vzoriek môže trvať hodiny," hovorí Rocha.
Zariadenie, ktoré vzorky najskôr zmrazí, by odvrátilo degradáciu a umožnilo by lepšiu vedeckú analýzu všetkého od anatómie po génovú expresiu. Zatiaľ čo proces zmrazovania nepochybne poškodí tkanivá niektorých jemnejších foriem života v hĺbke, vzoriek poškodené mrazom bývajú pre vedcov užitočnejšie ako exempláre poškodené rozkladom – aspoň pokiaľ ide o DNA analýza.
Prototyp mrazničky trvá viac ako hodinu, kým zmrazí vzorku, čo je pravdepodobne „príliš pomalé na to, aby to bolo všeobecne užitočné,“ hovorí Steve Haddock, morský biológ z Monterey Bay Aquarium Research Institute v Kalifornii, ktorý študuje bioluminiscenciu u medúz a ktenofóry. Každá minúta hlbokomorského prieskumu je vzácna, hovorí. "Zvyčajne trávime čas hľadaním zvierat a prinášame ich na povrch v skvelej forme pomocou izolovaných komôr." Ak by sa však dal zlepšiť čas mrazenia, Haddock verí, že takéto zariadenie by mohlo byť „posilňujúce“ pre tých, ktorí študujú hlbokomorské tvory, ktoré sú mimoriadne citlivé na zmeny tlaku a teploty, ako sú mikróby žijúce na hydrotermálne prieduchy.
Kawagucci hovorí, že on a jeho tím plánujú vylepšiť svoju mrazničku predtým, ako ju otestujú na akýchkoľvek živých exemplároch. Dúfa však, že vďaka takýmto vylepšeniam ich nástroj vedcom poskytne spôsob, ako zbierať aj tie najchúlostivejšie hlbokomorské organizmy.
Medzitým je Kawagucci len rád, že jeho zariadenie dokázalo, že hlbokomorské mrazenie pomocou termoelektrického chladiča je možné. „Počas celej histórie Zeme ľad v hlbokom mori nikdy neexistoval,“ hovorí. "Chcel som byť prvým človekom, ktorý vytvorí a uvidí ľad v hlbokom mori pomocou svojho mrazničky." A keď konečne zaboril zuby do toho štipľavého, slaného, sladkého reito mikan, "Splnil sa mi jeden z mojich snov."
Tento článok sa prvýkrát objavil v r časopis Hakai a je tu znovu publikovaný so súhlasom.
