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Laser fangen See-Kreaturen in Aktion

Neue Partikelbild Laser-Velocimetrie

Wissenschaftler des Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI), USA, haben eine neue Partikelbild-Velocimetrie (PIV) -Methode namens DeepPIV-zur Messung von Wasserfiltrationsraten von riesigen Larvaceen, tadpoleähnlichen Meeresbewohnern, die ein paar Zentimeter groß sind, geschaffen In Meter-Größe, selbstgemachte Schleim "Häuser", die als Lebensmittel-Partikel-Filter (Sci. Adv., Doi: 10.1126 / sciadv.1602374) zu handeln. Weil riesige Larvaceen so allgegenwärtig sind, kann ihre Rate des organischen Partikelverbrauchs wertvolle Informationen über ozeanisches Kohlenstoffradfahren liefern. Das könnte, sagen die Forscher, die Computermodelle des Klimawandels verbessern.

Im Gegensatz zu älteren Versionen von PIV, die die Fluidraten im Labor gemessen haben, wird DeepPIV über ein ferngesteuertes Fahrzeug (ROV) eingesetzt, das in den tiefen Ozean eintauchen kann, in dem riesige Larvans leben. Die Laserpointer-und-Kamera-Setup dokumentiert, wie schnell die Larvaceen können Lebensmittelpartikel durch ihre Schleimhäute und in den Mund zu filtern. Basierend auf DeepPIV-Daten, die von 13 Tauchgängen gesammelt wurden, berichtet das MBARI-Team, dass die durchschnittliche Filterrate der riesigen Larvaceen in Monterey Bay viermal höher ist als bisherige Schätzungen.

Der Chefingenieur Kakani Katija und ihre Kollegen schufen DeepPIV als eine Möglichkeit, die Filtrationsraten von Riesen-Larvern in situ aufzuzeichnen, weil die Schleimhäute des Tieres zu empfindlich sind, um im Labor zu enthalten und zu studieren. Die DeepPIV-Box ist an den Arm eines ozeanischen ROV angeschlossen, der mit einer Kamera ausgestattet ist. Innerhalb der DeepPIV-Box befindet sich eine kontinuierliche 1-W-, 671-nm-Laser- und Line-Generator-Optik, die ein 1 mm dickes 20 × 20-cm-Lichtbogen 50 cm vor der ROV-Kamera projizieren kann. Die ROV High-Definition, 1920 × 1080-px Kamera zeichnet 60 Bilder pro Sekunde mit einem Sichtfeld auf, das von 13 × 7 cm bis 165 × 90 cm reicht.

Sobald die ROV-Kamera einen riesigen Larvacean zeigt, projiziert DeepPIV ein Blatt Laserlicht auf die Kreatur. Als das Lichtblatt durch den Larvacean hindurchgeht, fängt die Kamera nicht nur die Form der durchsichtigen Schleimhäute ein, sondern auch die Bewegung der Partikelmasse in Richtung des Tieres. Die Forscher verwendeten die Länge der Partikelstreifen, um die Durchflussmenge zu messen. Sizing Laser oder Referenzobjekte gemessen Larvaceans Größe.

Von Juni 2015 bis Dezember 2015 sammelten die Forscher Durchfluss- und Größenangaben auf 24 riesigen Larvaceen, die sie kombinierten, um die Filtrationsrate zu berechnen. Katija und ihre Kollegen berichten, dass ein riesiger Larvacean durchschnittlich 42,9 Liter pro Stunde mit einer maximalen Rate von 76,2 Litern filtert. (Auf der Grundlage dieser Erkenntnisse nimmt der Riesen-Larvacean den Titel des schnellsten Zooplankton-Filters der Welt weg von seinem fassförmigen Cousin, dem Salp.)

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