За последние десять лет цветение водорослей — внезапное увеличение их популяции в прибрежных районах — становится все более серьезной проблемой для морской жизни в США. Это может воздействовать на жизнь рыб, млекопитающих, птиц и людей, которые живут в этих областях. Ученые представили решение проблемы — устройство, которое прогнозирует цветение.
Исследователи Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе разработали недорогое и портативное устройство, которое может анализировать пробы воды и немедленно выдавать прогноз о цветении. Это дает возможность морским биологам подтвердить, что цветение водорослей может произойти в районе, где они работают. Это, в свою очередь, позволит должностным лицам и управляющим прибрежными районами принимать более эффективные и быстрые решения о закрытии пляжей.
Исследователи добавили, что прибор обнаруживает и измеряет физические и химические характеристики крошечных объектов на основе голографической визуализации и искусственного интеллекта. Он может быстро проанализировать состав различных видов планктона в пределах доли секунд, что в разы быстрее, чем анализ воды вручную.
Растущая угроза от цветения частично вызвана более высокой температурой воды из-за изменения климата, а частично — высоким содержанием питательных веществ (главным образом, фосфора, азота и углерода) из удобрений, используемых для газонов и сельскохозяйственных угодий.
Токсичные соединения, образующиеся в результате цветения, могут истощать кислород и блокировать попадание солнечного света, что заставляет мигрировать рыб. Кроме того, рыбы и ближайшие дикие животные могут умереть от токсинов, а люди — вдыхать вещества, которые вредны для нервной системы; в некоторых случаях это даже вызывает смерть.
Ученые ранее пытались прогнозировать цветение водорослей с помощью ручного отбора проб и традиционной световой микроскопии, используемой для создания карт высокого разрешения, которые показывают состав фитопланктона в течение длительных периодов времени. Чтобы построить эти карты, техники должны собрать пробы воды вручную с помощью планктонных сетей, а затем принести их в лабораторию для анализа. Этот процесс является сложным, поскольку концентрация и состав водорослей в водоеме может меняться быстрее, чем у ученых будут результаты теста.