Theo tư tưởng của Jacques Cousteau, người từng nói
"người ta bảo vệ điều mà họ yêu quý"
Hôm nay, Tôi muốn chia sẻ điều tôi yêu nhất về đại dương
đó là số lượng và sự đa dạng đáng kinh ngạc
của các động vật phát quang.
Đam mê của tôi bắt đầu với bộ đồ lặn lạ mắt có tên là Wasp này
Không phải tên viết tắt, chỉ là ai đó nghĩ là nó na ná côn trùng
Thật ra nó được phát triển để ứng dụng khai thác dầu khí xa bờ
để lặn vào giàn khoan dầu dưới độ sâu 2000 feet.
Ngay sau khi lấy được bằng Tiến sỹ
Tôi may mắn được tham gia vào nhóm các nhà khoa học
thử nghiệm loại áo này
như một công cụ thám hiểm đại dương
Được đào tạo trong 1 bể sắt ở Port Hueneme
tiếp đó là lần lặn biển đầu tiên của tôi
ở kênh đào Santa Barbara.
Đó là một cuộc lặn đêm.
Tôi xuống dưới độ sâu 880 feet
và tắt đèn.
Lý do tắt đèn là bởi tôi muốn nhìn thấy
hiện tượng phát quang của động vật
gọi là phát quang sinh học.
Nhưng tôi hoàn toàn không ngờ được
trước số lượng cá thể khổng lồ
và sự ngoạn mục của chúng
Tôi nhìn thấy hàng dãy sứa siphonophores
còn dài hơn căn phòng này,
chiếu ra muôn vàn ánh sáng
đến nỗi tôi có thể đọc được đĩa số và áp kế
trong bộ áo mà không cần đèn pin
và những luồng hơi và sóng
trông tựa khói dạ quang màu xanh dương
và những tia sáng bung nổ
xoáy lên từ chân vịt. giống như khi ta ném
một khúc gỗ vào lửa trại và muội than hồng xoáy lên từ đó
thế nhưng đây lại là muội than băng giá
Thật sự rất kinh ngạc.
Thông thường nếu ai đó đã từng nghe về phát quang sinh học
thì đó là những anh chàng này, đom đóm.
Và một số ít loài phát quang trên cạn khác
một số loài côn trùng, giun đất, nấm
nhưng nhìn chung, trên cạn, điều đó rất hiếm.
Ở đại dương, đó là một quy luật
hơn là sự ngoại lệ.
Nếu tôi đi thực tế môi trường đại dương
gần như bất cứ nơi nào trên thế giới,
và tôi kéo lưới từ 3000 feet tới bề mặt nước biển,
thì hầu hết các loại động vật --
thực tế, ở nhiều nơi, 80-90%
loài động vật tôi kéo lên được từ lưới của mình --
đều phát quang.
Giống như là một buổi trình diễn ánh sáng ngoạn mục.
Bây giờ tôi muốn cho bạn xem đoạn phim ngắn
mà tôi đã quay ở dưới biển.
Tôi ban đầu phát triển kỹ thuật này từ một
chiếc tàu ngầm một người nhỏ được gọi là Deep Rover, rồi được
cải biên để dùng cho Johnson Sea-Link
là thứ mà bạn đang thấy ở đây.
Vậy thì, được gắn ở phía trước khán cầu,
là một khung kim loại đường kính 91cm
với một màn chắn được căng trên đó.
Bên trong quả cầu là một máy ảnh tăng cường
với độ nhạy cảm trong bóng tối gần như bằng mắt thường
mặc dù có hơi mờ một chút.
Bạn bật máy ảnh lên, tắt đèn đi.
Đốm sáng bạn thấy không phải sự phát quang,
Đó là nhiễu sóng điện từ
trên những camera cường hóa.
Bạn sẽ không thấy sự phát quang cho tới khi chiếc tàu
bắt đầu di chuyển phía trước qua làn nước,
và khi di chuyển, động vật va vào màn chắn
sẽ được kích thích phát quang.
Bây giờ, khi tôi bắt đầu tiến hành,
điều mà tôi cố làm đếm số lượng các nguồn.
Tôi biết tốc độ di chuyển và khu vực đó,
cho nên tôi có thể đến được số nguồn
trên một mét khối.
Nhưng tôi nhận ra tôi có thể xác định được loài vật
bằng loại nháy sáng mà chúng sản sinh.
Và vì thế, ở đây, tại Vịnh Maine
ở độ sâu 740 feet,
Tôi có thể kể tên hầu như mọi thứ bạn đang thấy ở mức loài.
Như những tia nổ sáng kia
là từ những con sứa lược nhỏ,
và có cả những loài nhuyễn thể và giáp xác khác,
và sứa.
Có thêm một con sứa lược khác nữa
Tôi từng làm việc với những kỹ sư phân tích hình ảnh vi tính
để phát triển một hệ thống tự động nhận dạng
có thể xác minh những loài động vật này
và tách lấy tọa độ XYZ của những điểm va chạm ban đầu.
Và chúng ta sẽ có thể làm điều mà nhà sinh thái đang làm trên cạn
và làm thuật toán "vật thể cận vi".
Nhưng không nhất thiết phải lặn sâu xuống đại dương
để thấy một cuộc trình diễn ánh sáng như thế này,
Bạn có thế thấy nó ở bề mặt nước biển.
Đây là một vài tấm hình từ Tiến sĩ Mike Latz tại Viện Scripps,
1 con cá heo bơi giữa đàn phù du phát sáng.
Và đây không phải là một nơi kỳ lạ
như một trong những vịnh phát sáng ở Puerti Rico gì cả,
mà được chụp ở Cảng San Diego.
Và thỉnh thoảng bạn còn có thể thấy ở nơi gần hơn thế,
bởi vì đầu tàu --
thực ra là nhà vệ sinh, nếu các bạn chưa biết điều đó.
được xối bằng nước biển chưa lọc, nên thường chứa
sinh vật phù du phát sáng trong đó,
Vì thế, nếu bạn loạn chạng đi lên đầu tàu vào đêm muộn
và bạn đang cực kì muốn đi toilet
và bạn quên bật đèn lên,
bạn sẽ nghĩ là bạn đang có được một trải nghiệm tôn giáo. (Cười)
Vậy sao mà 1 sinh vật có thể phát quang?
đó là câu hỏi mà một nhà vật lý học
người Pháp từ thế kỷ 19 Raphael Dubois,
đã đặt ra trước một con sò phát quang,
Ông ta nghiền nó ra và đã lấy được một ít chất hóa học;
một, là enzyme, ông ta gọi là luciferase;
chất nền, ông ta gọi là luciferin
theo Lucifer - Người mang ánh sáng.
Thuật ngữ vẫn còn đó, nhưng nó không nói là chất nào cụ thể
bởi vì những chất hóa học này đến từ rất nhiều hình thù và dạng.
Thực tế, hầu hết những người
nghiên cứu phát quang sinh học ngày nay
đều chú trọng đến hóa học, vì những hóa chất
đang chứng mình giá trị tuyệt vời của chúng
trong việc phát triển tác nhân kháng khuẩn,
thuốc chống ung thư,
kiểm tra sự sống trên sao Hỏa
phát hiện ô nhiễm trong nguồn nước --
cũng chính là cách chúng ta dùng nó ở ORCA.
Vào năm 2008,
giải Noel Hóa Học
đã được trong cho công trình nghiên cứu
về phân tử protein lục huỳnh quang
thứ đã được chắt lọc từ chất hóa học phát quang sinh học
của một con sứa,
Nó giống như việc phát minh kính hiển vi
trên mức độ ảnh hưởng mà nó đem lại
cho sinh học tế bào và công nghệ gen.
Một ý nghĩa khác của phân tử này.
là trông như rằng, phát quang sinh học đã tiến hóa
ít nhất 40 lần, có thể nhiều như 50 lần tách biệt
trong lịch sử tiến hóa,
và điều đó cho thấy rõ ràng
về sự quan trọng tuyệt diệu
của nét đặc điểm cho sự sống.
Vậy, điều gì ở phát quang sinh học
mà quan trọng với nhiều động vật đến thế?
với những động vật đang cố gắng tránh né thú săn mồi
bằng cách thu lại khi trời tối
ánh sáng có thể rất hữu ích
cho ba thứ cơ bản mà các loài động vật phải làm để sống sót:
đó là tìm kiếm thức ăn,
thu hút bạn tình và tránh bị ăn thịt.
Thế nên, ví dụ, con cá này
có một cái đèn pin nằm đằng sau mắt nó
giúp nó có thể tìm kiếm thức ăn
hoặc thu hút bạn tình.
và khi không dùng tới, nó có thể thu vào bên trong đầu của nó
giống như đèn pha của chiếc Lamborghini
Con cá này còn có những luồng sáng mạnh.
Và nó là môt điều yêu thích của tôi
có tới ba đèn pha trên má của chúng
Con này thì màu xanh
và đó là màu sáng phổ biến ở đáy đại dương
vì sự tiến hóa đã sàng lọc
màu sắc giúp sinh tồn lâu nhất
để tối ưu hóa quàn thể
Vì thế hầu hết sinh vật đều phát sáng xanh
và hầu hết chúng chỉ có thể thấy ánh sáng xanh
nhưng con cá này lại là một ngoại lệ thú vị
Vì nó có 2 nguồn sáng cam
Và tôi thật không hiểu tại sao nó lại có
và tôi sẽ lý giải được điều đó
nhưng không chỉ có thể nhìn thấy ảnh sáng xanh
nócòn thấy ánh sáng đỏ nữa
Nó dùng hồng quang như là một ống ngắm
để dễ lẩn trốn và ngụy trang
những sinh vật bị mù màu đỏ
từ đó nó có thể thấy chúng mà không bị thấy
nó còn có một cái cằm rất lợi thế ở đây
với lam huỳnh quang phát sáng
giúp thu hút con mồi đến với nó
Và có nhiều sinh vật khác cũng làm tương tự như thế
Đây là một loài tôi cũng rất thích
Nó là Cá Ống hút, và chúng có móc câu
ngay cuối cái cần câu dài
nằm ngay trước hàm răng nhọn
điều đã làm nên tên tuổi của loài cá ống này
"răng câu" của chúng rất dài
đến nỗi nếu chúng ngậm miệng lại
nó có thể đâm xuyên não chúng
vì thế, cho nên chiếc răng ấy
mới hướng ra phía trước
Nó cứ như là cây thông Nô en của con cá
tất cả bộ phận của cá ống đều phát quang
chứ không chỉ móc câu của chúng
Nó có một bộ phận giống đền flash
một chuỗi đốm sáng như đá quý trên bụng
như một món đồ để ngụy trang
khi làm mờ đi bóng của nó,
nên khi chúng di chuyển bên trên những con cá lớn hơn,
chúng sẽ trở nên tàng hình.
Nó có những mô phát sáng trên miệng
thật ra là ở khắp nơi trên cơ thể, như vây
cơ lườn lưng, và bụng,
tất cả đều có công dụng khác nhau --
mà chúng ta vẫn chưa biết hết.
Và chúng ta biết nhiều hơn về phát quang sinh học nhờ vào Pixar,
và tôi rất biết ơn Pixar vì đã chia sẻ
chủ đề tôi yêu thích đến với nhiều người
Tôi ước rằng, với ngân sách của họ
thì họ chỉ cần chi ra thêm vài xu
để thuê thêm một sinh viên thất nghiệp người có thể
chỉ cho họ biết về đôi mắt của con cá
đã bị bảo quan trong phọc môn
Đây mới là đôi mắt của một con cá vây chân
Vì thế, nó có một mồi nhử phía trước
đôi môi tử thần của mình
với những chiếc răng nhọn hoắt
đề thu hút những con mồi thơ ngây
Và con này cũng có một mồi nhử tương tự
cùng với một nhan sắc kinh hoàng phía sau.
Chúng ta thường nghĩ những dạng mồi nhử khác nhau
sẽ thu hút những loại mồi khác nhau,
nhưng khi kiểm tra bao tử của loài cá này
những nhà khoa học, hay đúng hơn là những sinh viên tốt nghiệp
đã cho thấy
chúng đều giống nhau.
Từ đó ta tin rằng sự khác nhau về hình dạng
của mồi nhử là cách hấp dẫn bạn tình
trong thế giới của cá vây chân
vì giống đực cùa loài này
giống như những chàng lùn vậy.
Như chú lùn này
không có một khà năng sinh tồn nào.
Không có mồi nhử để thu hút mồi
cùng không có răng để mà ăn nữa.
Hy vọng tồn tại duy nhất của chú ấy
chính là bám váy đàn bà. (cười)
Chú ấy phải tự tìm cho mình một cục cưng
và sau đó là ăn bám cô ấy để sống.
Vì thế chú lùn này
đã làm được điều đó
và bạn có thể thấy, cậu ấy có giác quan tốt
khi đã bám vào nơi mà chú ta không cần phải nhìn vào mặt cổ.
(cười)
Nhưng chú cá biết đó là một điều tốt
và chú ta hòa quyện với cổ bằng một nụ hôn bất diệt.
Da thịt chúng gắn chặt vào nhau,
máu của chúng chày chung một huyết quản
và cậu chàng trở thành một thứ không khác gì 1 túi tinh trùng.
(cười)
Có thể xem đó là sự giải phóng phụ nữ dưới đại dương
Cô ấy luôn biết chú ta đang ở đâu
và cô ấy cũng không cần phải chung thủy
vì một vài nàng cá này
có nhiều hơn một anh chồng trên thân.
Như vậy, chúng dùng mồi để tìm thức ăn để thu hút bạn tình
Và chúng cũng dùng mồi nhử để tự vệ nữa
Rất nhiều loài có thể tiết ra chất dạ quang trong nước
tương tự mựa hay bạch tuộc phun mực ra vậy
Con tôm này đang
phun dịch dạ quang bằng miệng ra ngoài
như một con rồng đang khè lửa
để làm mù hoặc đánh lạc hướng con cá ống
nhằm giúp chúng bơi ra khỏi vùng nguy hiểm
Và còn nhiều loài khác có thể làm điều tương tự:
Như Sứa, Mực
rất nhiều loài giáp xác đa dạng
thậm chí loài cá cùng có thể làm được.
Con cá này được gọi là cá Quang Ống Vai
vì chúng có một cái ống trên vai
có thể tiết ra dạ quang
Và tôi thật may mắn khi bắt được một con
khi mà chúng tôi đang trong chuyến thu thập
mẫu vật ở vùng biển tây bắc Phi cho dự án "Blue Planet"
đó là một phần của dự án.
Và chúng tôi dùng lưới chuyên biệt
giúp mẫu vật sống sót khi được kéo lên bờ
Chúng tôi bắt được 1 con cá này và mang vô phòng thí nghiệm.
Lúc ấy tôi đang giữ nó trong tay
để có thể chạm vào xương vai của nó
và khi tôi chạm, bạn có thể thấy chất dạ quang được tiết ra
Nhưng đối với tôi, đó là cú sốc lớn
vì đó không chỉ là dịch dạ quang
cũng không phải luciferin luôn.
Đối với con cá này đó đều là tế bào
với nhân tế bào cũng như màng bao bọc.
Điều này rất tổn hại cho con cá
và chúng tôi vẫn không hiểu tại sao nó lại làm vậy --
một bí ẩn khác cần được giải đáp.
Đây là một cách tự vệ khác
được gọi là chuông báo động --
giống như cái chuông chống trôm trên xe vậy
có kèn to và đèn flash báo động
được thiết kế để gây sự chú ý,
cho cảnh sát đến để bắt tên trộm --
khi mà con vật cảm nhận sự nguy hiểm,
chúng chỉ hy vọng chạy thoát bằng cách
thu hút chú ý của con vật to và đáng sợ hơn
đến tấn công mối nguy hiểm,
từ đó chúng có cơ hội để thoát thân.
Con sứa này, là một ví dụ, chúng có
một vẻ bề ngoài phát quang lòe loẹt.
Đây là lúc chúng tôi đang truy đồi nó.
Đó không phải phát quang, mà là phản quang ánh sáng từ tuyến sinh dục
Chúng tôi bắt nó bằng thiết bị chuyên dùng
giúp chúng tôi giữ nó sống trong môi trường thích hợp,
trong lúc chuyển nó lên phòng thí nghiệm.
Và khám phá ra điều mà bạn sắp được thấy,
Điều tôi làm là chạm vào nó mỗi giây
chạm vào đai thần kinh của nó bằng kim nhọn
giống như răng của một con cá.
Và chúng bắt đầu phát quang. Lúc đó tôi ngưng chạm vào nó.
Đây quả thực là một hiệu ứng ánh sáng không thể tin được.
Nó như pháo hoa ngày tết vậy
và tôi đã tính toán hiệu ứng này có thể
được phát hiện trong vòng bán kính 300 feet bởi loài ăn thịt.
Và tôi nghĩ, "bạn biết đấy,
đó thực sự là một mồi nhử cực hay."
Vì một trong những điều đã gây ra nhiều khó khăn cho tôi
khi là một nhà thám hiểm đại dương
là câu hỏi có bao nhiêu loài thủy sinh mà chúng ta đã bỏ sót
chỉ vì cái cách mà chúng ta khám phá đại dương.
Cách cơ bản mà chúng ta biết về cuộc sống dưới đại dương
là chạy thuyền ra biển và kéo lưới phía sau.
Và tôi thách bạn kể tên ngành khoa học nào
mà vẩn dựa vào kỹ thuật cũ kỹ hơn 100 năm.
Một cách cơ bản khác là lặn xuống
với những thiết bị và phương tiện ngầm.
Tôi đã lặn cả trăm lần bằng tàu ngầm.
Khi mà tôi ngổi bên trong tàu ngầm,
Tôi biết nó không hẳn là thuận tiện --
Chúng có đèn rất sáng và máy chạy rất ồn --
bất cứ sinh vật nào cảm nhận được đều sẽ chạy mất từ lâu.
Tôi đã ao ước rất lâu rổi
đó là tìm ra phương pháp khám phá khác
Và một vài năm trước tôi có ý tường về hệ thống camera này.
Nó không hẳn là tên lửa. chúng tôi gọi nó là "Mắt Ngầm"
Và nhà khoa học đã làm như này trên cạn từ lâu;
chúng tôi sử dụng màu mà loài thủy sinh không thấy được
như camera thì có thể thấy chúng;
Bạn không thể dùng hồng ngoại dưới biển sâu.
Nên thay bằng đèn màu đỏ nhưng không ổn
vì chúng bị hấp thụ quá nhanh,
Tự chế một máy ảnh tăng cường,
Và muốn làm ra "con sứa điện tử này".
Có điều là, trong khoa học,
bạn phải nói cho các quỹ nghiên cứu về đối tượng nghiên cứu
trước khi họ cấp kinh phí.
Vả tôi đã không biết tôi sẽ nghiên cứu gì..
Nên tôi không được tài trợ.
Thế là tôi kết hợp chúng lại, cùng với Harvey Mudd Engineering Clinic
và thực hiện nó như một đề án tốt nghiệp củ sinh viên.
và tôi kêu gọi tài trợ từ rất nhiều nguồn.
Viện nghiên cứu Hải dương Vịnh Monterey
đã có phép tôi sữ dụng máy ROV của họ
để có thể thí nghiệm và tìm ra
màu sắc nào phù hợp cho thiết bị
đề có thể quan sát đươc các loài thủy sinh mà không làm chúng sợ
hoàn thành con sứa điện tử này.
Và bạn có thể thấy một hoạt động này như thế nào,
vì chúng tôi ghép 16 đèn LED vào một khung
và bạn có thể thấy khung mà chúng tôi dùng,
từ Ziploc vẫn xuất hiện.
Không cần phải nói, khi chúng kết hợp lại như thế,
Đã có rất nhiều thử thách khi làm việc này.
Nhưng sẽ có lúc mà khi mọi thứ hồi quy,
mọi việc sẽ ổn thỏa.
Và đáng chú ý, khoảnh khắc đó đã được chụp
bởi Mark Richards,
Người đã từng ở đó vào đúng thời điểm
Rằng chúng tôi phát hiện ra được thành quả.
Đó là tôi ở bên trái,
Sinh viên của tôi lúc đó, Erika Raymond,
Và Lee Fry, người là kỹ sư của dự án.
Và chúng tôi đặt bức ảnh này ở nơi trang trọng nhất trong phòng
với phụ đề: "Kỹ sư đã làm hai phụ nữ thỏa mãn cùng một lúc."
Và chúng tôi đã rất, rất hạnh phúc.
Vì vậy, giờ chúng tôi đã có một hệ thống
Mà chúng ta có thể thực sự đi đến một nơi
giống như ốc đảo ở đáy đại dương
Có thể dày đặc những kẻ săn mồi.
Và như vậy, nơi mà chúng tôi mang nó đến
được gọi là Brine Pool (Bể Muối),
phía bắc vịnh MExico,
Đó là một nơi huyền diệu.
Và tôi biết điều này rất khó đề các bạn cảm nhận
chúng tôi đã có một máy quay cà tàng
nhưng đối với tôi nó rất tuyệt.
Khi chúng tôi ở bờ hồ Brine Pool
đã có một con cá bơi lại gần cái máy.
Và nó rõ ràng nó không sợ hãi chúng tôi.
Vào chính lúc đó tôi đã có một cửa sổ để nhìn vào đại dương.
Là lần đầu tiên, đã có thể thấy hoạt động của thủy sinh vật
mà vẫn không làm ảnh hưởng đến chúng.
Bốn tiếng để triển khai các hoạt động,
chúng tôi lập trình sẵn con sứa điện tử
cho lần chạy đầu tiên của nó.
86 giây sau khi
con sứa điện phát sáng theo vòng tròn,
chúng tôi đã ghi lại được điều này:
Đây là một con mực, dài hơn 6 feet,
và là 1 phát hiện quá mới mẻ trong ngành,
nó không thể thuộc về ngành khoa học nào hiện có
Tôi không thể đồi hỏi gì hơn ngoài một kết quả thực tế.
Và dựa trên những điều này, tôi trở lại NSF
và nói, "Đây là điều mà tôi sẽ khám phá."
Và họ tài trợ đủ tiền để tôi thực hiện,
bao gồm việc phát triển một máy quay đáy đại dương đầu tiên
điều mà được ứng dụng vào
hệ thống Monterey Canyon năm ngoái --
và hiện tại, gần đây,
một mô đun mới của hệ thống này,
linh hoạt hơn nhiều so với mô đun trước
giúp cho việc di chuyển của máy dễ dàng hơn
sẽ giúp cho dự án "hope spots" của Sylvia
trong việc khám phá
và bảo vệ khu vực.
và đối với tôi, nó sẽ giúp mở mang
những phát hiện mới tại các điểm "hope spots." này.
Và một trong những thông điệp mà tôi muốn truyền tải là
có rất nhiều thứ cần được khám phá ở dưới đại dương.
Sylvia từng nói rằng
chúng ta đang hủy hoạt đại dương trước khi biết cái gì dưới đó.
và cô ấy đúng.
Nên nếu bạn có cơ hội
được lặn dưới lòng biển sâu,
hãy đồng ý, một nghìn lần vào
và hãy tắt đèn lên.
Tôi đảm bảo rằng các bạn sẽ thích nó.
Cảm ơn.
(vỗ tay)