US-Forscher haben Cyborg-Quallen geschaffen, indem sie Mondquallen mit Mikroelektronik ausgestattet haben, um die die Tiefsee besser zu verstehen. Die Hoffnung: Erkenntnisse, die im Kampf gegen den Klimawandel helfen.
Wissenschaftler haben „Cyborg“-Quallen erschaffen, um die Tiefen der Ozeane zu erkunden. Ausgestattet mit winziger Mikroelektronik sollen diese Bio-Hybrid-Kreaturen, die von Forschern der University of Colorado in Boulder (CU Boulder) entwickelt wurden, wichtige Daten über den Klimawandel sammeln.
Diese Forschung sei von großer Bedeutung, da der Klimawandel die Ozeane erwärmt und durch die Aufnahme von Kohlenstoffmonoxid aus der Atmosphäre den Säuregehalt erhöht, was wiederum verschiedene Meereslebewesen gefährdet.
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Die tiefsten Teile der Ozeane zu erreichen, ist eine Herausforderung und erfordert kostspielige Ausrüstung. Quallen können jedoch von Natur aus in diese Tiefen vordringen, was sie zu einem Verbündeten für die Forschung macht. Daher untersuchte das CU-Boulder-Team die Biomechanik von Mondquallen, um ihre Bio-Hybrid-Schöpfungen zu verbessern.
Cyborg-Quallen gegen den Klimawandel
Um die Cyborg-Quallen zu erschaffen, entwickelte die Ingenieurin Nicole Wu ein System, das einem Herzschrittmacher ähnelt. Die Mikroelektronik stimuliert die Schwimmmuskeln der Qualle, wodurch diese sich zusammenziehen und die Qualle in eine gewünschte Richtung lenken.
Mondquallen haben zwar kein Gehirn oder Rückenmark, aber sie besitzen ein primitives, überlappendes Nervennetz, das für Wus Zwecke gut geeignet ist. Die Forscherin beschreibt die Quallen als die energieeffizientesten Tiere auf dem Planeten. Sie hofft, diese Effizienz zu entschlüsseln, um die nächste Generation von Unterwasserfahrzeugen zu erschaffen.
Um besser zu verstehen, wie Quallen schwimmen, verwenden die Forscher die sogenannte Partikel-Bild-Velocimetrie (PIV). Diese Technik verfolgt winzige, im Wasser schwebende Tracer-Partikel, indem sie diese mit Laserlicht beleuchtet.
Traditionell bestehen diese Partikel aus synthetischen Materialien wie hohlen Glaskugeln oder Polystyrolkügelchen. Diese Materialien können jedoch teuer sein. Die Kosten liegen bei etwa 379,42 Euro pro Kilogramm. Gleichzeitig bergen sie Gesundheits- sowie Umweltrisiken.
Ein grünerer Weg zur Erforschung der Meeresströmungen?
Auf der Suche nach einer nachhaltigeren Lösung entschieden sich Wu und ihr Team, verschiedene Arten von Stärken, einschließlich Mais- und Pfeilwurzelstärke, als biologisch abbaubare Tracer-Partikel zu untersuchen. Diese Optionen sind leicht erhältlich, kostengünstig (teilweise nur 3,80 Euro pro Kilogramm) und schaden der Umwelt nicht.
Nach Tests verschiedener Stärken fanden sie heraus, dass Maisstärke und Pfeilwurzelstärke am besten für PIV-Anwendungen geeignet scheinen. Sie konnten die Wasserströmungen, die von den schwimmenden Quallen erzeugt wurden, genauso genau visualisieren wie synthetische Partikel.
Dieser Erfolg gilt als großer Schritt für die Meeresforschung. Ziel ist eine sicherere und erschwinglichere Möglichkeit, um die Biomechanik des Meereslebens zu untersuchen, ohne die Umwelt zu schädigen. Durch die Nutzung der natürlichen Effizienz von Quallen und die Entwicklung nachhaltiger Forschungswerkzeuge könnten Wissenschaftler Veränderungen in den Ozeanen effektiver überwachen und so zum Schutz der Unterwasserwelt beitragen.
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