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Investigadores de la OMS experimentan con la última tecnología en el STJ

Los investigadores de UVI Navy Paul Jobsis (extremo izquierdo) y Marilyn Brandt (extremo derecho) colaboran con los investigadores de WHOI Amy April, Aran Mooney, Weifeng «Gordon» Zhang y Yogesh «Yogi» Girdhar. (Foto de Amy H. Roberts)

Robots submarinos que utilizan el aprendizaje automático para aprender a pensar como un buceador que explora los arrecifes de coral.

Los modelos informáticos revelan mareas y corrientes de Foucault que pueden mostrar por qué la vida marina prospera en un lugar y no en otro.

Los dispositivos de escucha bajo el agua que detectan los sonidos de los arrecifes de coral saludables alertan a los científicos cuando la vida marina está en peligro.

Estas son solo algunas de las tecnologías de vanguardia que investigadores de la Institución Oceanográfica Woods Hole, más conocida como QUIEN YO.

El equipo de 21 científicos y estudiantes de la OMS se basó en el Laboratorio Marino de la Universidad de las Islas Vírgenes en Lamshore Bay en St. John’s. El laboratorio, que fue construido originalmente en la década de 1960, ahora es parte del virus – Estación de Investigación Educativa de las Islas Vírgenes: un centro de conferencias rústico para que los jóvenes aprendan sobre ambientalistas y científicos marinos para hacer un trabajo serio.

El huracán Irma destruyó la mayoría de las instalaciones de VIERS en 2017, pero el antiguo laboratorio marino, que fue reconstruido en 2006 por la Universidad de las Islas Vírgenes y la Fundación Nacional de Ciencias, sigue en pie.

A principios de noviembre, la actividad se interrumpió cuando los investigadores aprovecharon las aguas tropicales relativamente tranquilas para ver exactamente qué podía hacer su dispositivo.

Entre ellos se encontraba la ecologista microbiana Amy April, jefa de equipo de Coral Reef Solutions de la OMS, una iniciativa multidisciplinaria que está desarrollando nuevas tecnologías para monitorear la dinámica de los arrecifes de coral y herramientas de salud e intervención. Con los arrecifes de coral muriendo a un ritmo alarmante en todo el mundo, el objetivo de la iniciativa es proteger los ecosistemas de arrecifes de coral de los efectos del cambio climático, e incluso con un poco de suerte y ciencia, puede revertir parte del daño.

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Aran Muni mostrando un frasco que contiene larvas de coral. (Foto de Amy H. Roberts)

Arán Monicuyo trabajo fuente apareció en noviembre pasado, ha regresado a la isla para mejorar sus dispositivos de escucha que registran los sonidos de «chasquido, pop y pop» de un arrecife de coral saludable, así como el «grito» agudo ocasional de un paso. ballena jorobada.

Este año, los investigadores también analizaron muestras de agua de seis sitios Mooney en el lado sur de St. John, utilizando jeringas con filtros adjuntos para recolectar microbios.

Amy April muestra una jeringa utilizada para recolectar microbios marinos mientras Aran Muni observa. (Foto de Amy H. Roberts)

«Cada hábitat de coral tiene una firma microbiana única», dijo April. «Podemos observar los microbios, usando biomarcadores moleculares, para ver qué especies hay».

Los biomarcadores moleculares también se analizan para encontrar una causa. Enfermedad de pérdida de tejido de coral durouna enfermedad que ha devastado corales cerebro, corales estrella y otras especies de corales importantes en las Islas Vírgenes desde 2019.

April y sus colegas de la Universidad de las Islas Vírgenes están trabajando para descubrir qué microbios podrían estar matando a los arrecifes de coral y están analizando de cerca unos 20 patógenos potenciales. Con 10 millones de microbios en 20 gotas de agua, reducir las posibilidades es un desafío.

Mientras tanto, el químico marino Colin Hansel, quien inventó DISCO, una herramienta para verificar signos no invasivos de estrés en los corales, estaba probando en el campo una «mezcla de vitaminas» para los corales.

Hansel forma parte de un grupo de científicos que trabajan para desarrollar los materiales utilizados para construir arrecifes de coral artificiales. “El objetivo es crear sustratos de crecimiento que brinden un impulso de inmunidad/crecimiento a las larvas que aterrizan en corales degradados, lo que hace que los esfuerzos de restauración sean más exitosos”, según un comunicado de prensa de la OMS.

Jeff Coogan, ingeniero de la Organización Mundial de la Salud, ha estado probando las baldosas de cerámica (hechas de aragonito y minerales traza) en las que crecen los corales en laboratorios o en el mar. A las larvas de coral les gusta crecer a lo largo de los bordes, por lo que se han estudiado mosaicos con ranuras en diferentes patrones.

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Para determinar qué materiales y diseños funcionan mejor, Nadège Aoki, estudiante de posgrado en un programa conjunto entre el WHOI y el MIT, ha estado ocupada mirando a través de un microscopio para identificar y contar los pequeños organismos que crecen en las baldosas.

Nadège Aoki mira a través de un microscopio para encontrar larvas de coral en materiales que se están probando para arrecifes artificiales. (Foto de Amy H. Roberts)

Mientras algunos investigadores miraban al microscopio, otros tenían una visión mucho más amplia. Entre ellos se encuentra Weifeng Gordon Zhang, que estudia cómo fluye el agua alrededor de los arrecifes de coral.

Chang mostró muestras de sus modelos de computadora, que muestran cómo fluctúan las temperaturas, la salinidad y las corrientes alrededor de St. John. Sus modelos muestran que el agua en la costa norte tiene más salinidad y flujo de corriente que el lado sur de la isla.

Weifeng «Gordon» Zhang demuestra cómo sus modelos informáticos pueden rastrear las fluctuaciones de temperatura, salinidad y corrientes. (Foto de Amy H. Roberts)

En 2021, los investigadores trasplantaron larvas de coral a la costa sur de St. John y Zhang registró su patrón de dispersión. Los datos, combinados con la tecnología de detección de corales de Mooney y la búsqueda del mejor sustrato posible para el crecimiento de los corales, pueden impulsar a los científicos a aprovechar las mejores condiciones para el crecimiento de los corales en condiciones naturales.

La información también podría conducir a una comprensión de cómo se propagan las enfermedades de los corales o por qué las algas sargazo se acumulan en ciertas playas.

Quizás el dispositivo más genial que se ha probado, al menos desde la perspectiva del público en general, es un robot submarino conocido como CUREE, abreviatura de Curious Underwater Robot for Ecosystem Exploration.

CUREE es un robot submarino autónomo. (Foto de Amy H. Roberts)

Yogesh «Yogi» Girdhar, científico informático de WHOI, diseñó el bot para recopilar datos visuales de las cámaras CUREE y combinarlos con datos de los instrumentos de Aran Mooney para encontrar patrones en los hábitats de los arrecifes de coral.

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«CUREE es independiente, nadie tiene que probarlo». Dijo Gerdar. El robot tiene capacidades de seguimiento y puede rastrear un pez durante un largo período de tiempo, observando lo que come y hacia dónde va.

Yogesh «Yogi» Girdhar demuestra las muchas características del robot submarino CUREE. (Foto de Amy H. Roberts)

Por ahora, Girdhar está tratando de que el robot aprenda la distancia adecuada para rastrear un pez y cuándo apagar la batería para minimizar la perturbación de las criaturas marinas y preservar la cantidad de tiempo que CUREE puede funcionar sin recargar.

El dispositivo es un trabajo en progreso. «Los arrecifes de coral son los más complejos de todos los ecosistemas», dijo Gerdar. «El objetivo es hacerlos adaptables para estudiar animales marinos en una multitud de entornos» y luego prepararlos para la producción y distribución en todo el mundo.

Toda la investigación en curso es de beneficio directo para los científicos marinos que trabajan localmente en Nature Conservancy y la Universidad de las Islas Vírgenes.

Marilyn Brandt, una investigadora de la UV que se enfoca en las enfermedades de los corales, está colaborando con Amy April y Colin Hansel para administrar una subvención de recuperación federal de $740 000 para estudiar el crecimiento de los corales y desarrollar métodos para la resiliencia de los corales.

Parte del trabajo se centrará en los arrecifes artificiales. “Los arrecifes artificiales no tienen que reemplazar tanto a los arrecifes naturales, pero hay interés en incorporarlos para estimular la rehabilitación y servir como santuarios mientras los arrecifes naturales se recuperan de cosas como huracanes”, dijo Brandt. «Queremos crear refugios para los peces después de la tormenta».

hacer clic Aquí para un video corto Muestra más sobre la investigación de corales de la OMS, incluido el despliegue de robots submarinos.

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