Деятельность человека превращает моря в свалку. Нефтепродукты, тяжелые металлы и микропластик не только убивают рыбу, но и накапливаются в моллюсках, а затем попадают к нам на стол. Чтобы обезопасить прибрежные зоны и фермы по выращиванию морепродуктов, экологи вынуждены постоянно брать пробы воды для лабораторного анализа. Этот метод точен, но совершенно не подходит для наблюдения в реальном времени — невозможно отправлять пробы в лабораторию каждый час.
В пресс-службе РНФ сообщают, что ученые из Института биологии южных морей имени А.О. Ковалевского РАН предложили альтернативу. Они создали систему на базе «живых датчиков» — ушастых аурелий (Aurelia aurita). Эти медузы, обитающие в Черном море, обладают удивительной чувствительностью к химическому составу воды. Еще раньше было известно, что частота сокращений их купола меняется при попадании в воду загрязнителей. Однако наблюдать за этим процессом вручную и постоянно замерять частоту пульсаций было невозможно.
Ученые решили эту проблему с помощью нейросети. В ходе эксперимента они поместили шесть медуз в аквариумы с чистой водой и записали их движения на видео. Специальный алгоритм анализировал 11 параметров — от частоты пульсаций до траектории движения. После того как в воду добавляли немного дизельного топлива, поведение медуз менялось. Самое важное, что реакция каждой особи была уникальной: у одной купол начинал сокращаться чаще, у другой — реже. Поэтому разработчики научили алгоритм сравнивать показатели не со средними значениями, а с индивидуальной «нормой» конкретной медузы. В итоге система безошибочно определяла момент загрязнения у всех шести подопытных.
Руководитель проекта Елена Вышкваркова поясняет, что идея заключается в установке автономного аквариума в прибрежной зоне, через который будет проходить морская вода. Камеры и программа будут круглосуточно следить за пульсацией купола. Если частота сокращений изменится — система подаст сигнал о загрязнении.
В перспективе исследователи собираются проверить чувствительность к загрязнителям у ракообразных, чтобы выбрать самый надежный вид для внедрения в систему биомониторинга. Результаты работы опубликованы в Journal of Marine Science and Engineering.
Ранее крупнейшая в мире медуза была замечена недалеко от мыса Кейп-Код.