James Liao ศึกษาความลึกลับของการเคลื่อนไหวของสัตว์ทะเลด้วยสายตาเพื่อปลดล็อกวิธีแก้ปัญหาของมนุษย์
บางคนทำงานในห้องเล็ก ๆ บางคนทำงานในครัว แต่สถานที่ทำงานที่น่าสนใจที่สุดอาจเป็นชายฝั่ง พบกับผู้คนที่มุ่งหน้าไปยังมหาสมุทรแทนที่จะไปที่สำนักงานในซีรีส์Coastal Jobs ของเรา
James Liao นักชีวกลศาสตร์และนักประสาทวิทยาจาก Whitney Laboratory for Marine Bioscience ของมหาวิทยาลัยฟลอริดา สำรวจว่าสัตว์ทะเลเคลื่อนไหวอย่างไรในโลกที่คาดเดาไม่ได้ การศึกษาของเขาเกี่ยวกับชีวกลศาสตร์ของปลาให้ข้อมูลเชิงลึกที่เป็นประโยชน์สำหรับเทคโนโลยี วิศวกรรม และสุขภาพ
เคยสงสัยไหมว่าปลาทุกตัวกระดิกหางเหมือนกันหรือไม่? หรือพวกเขารู้ได้อย่างไรว่าควรไปโรงเรียนเมื่อใดโดยซ่อนตัวอยู่หลังก้อนหินในลำธาร คำถามเหล่านี้ทำให้ฉันนอนไม่หลับในตอนกลางคืน ฉันอยากรู้ว่าสัตว์ใต้น้ำเคลื่อนไหวอย่างไรและพวกมันรับรู้อะไร เพื่อให้เราสามารถควบคุมอัจฉริยะของการออกแบบเชิงวิวัฒนาการของพวกมันได้
เติบโตขึ้นมาในนิวยอร์กซิตี้ในฐานะลูกของผู้อพยพชาวไต้หวัน ฉันตกปลาในแม่น้ำอีสต์ริเวอร์กับพ่อนักตกปลาของฉัน ไล่จับกบในสวนสาธารณะพรอสเปกต์ของบรู๊คลิน และอ่านทุกอย่างเกี่ยวกับ Jacques Cousteau เมื่อฉันอายุแปดขวบ ฉันพูดว่า “ฉันอยากเป็นนักชีววิทยาทางทะเลเมื่อโตขึ้น” บางครั้งมันก็เกิดขึ้นแบบนั้น ฉันเดาว่า
ฉันรู้สึกทึ่งเสมอที่ได้เฝ้าดูสัตว์เคลื่อนไหวในน้ำ และสงสัยว่าพวกมันเคลื่อนไหวอย่างไรและทำไม
ฉันได้ศึกษาทุกอย่างตั้งแต่แนวปะการังไปจนถึงสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมในทะเลเพื่อหาคำตอบสำหรับคำถามเกี่ยวกับรูปร่างของร่างกาย ประสาทสัมผัส และพันธุกรรมในการเคลื่อนไหวของพวกมัน แง่มุมที่น่าตื่นเต้นที่สุดในอาชีพของฉันคือการเรียนรู้ที่จะเข้าใจโลกในแบบที่ปลาอาจทำได้ เป็นเรื่องน่าอายที่เรารู้เพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตทั่วไปเช่นนี้ การตอบคำถามที่ดูเหมือนจะไม่ละลายว่าทำไมปลาจึงว่ายในแบบที่มันทำ อาจนำไปสู่นวัตกรรมที่น่าประหลาดใจ: เทคโนโลยีใต้น้ำที่ได้รับแรงบันดาลใจจากการเคลื่อนไหวของพวกมัน การช่วยเหลือและการรักษาผู้ที่มีความบกพร่องทางการได้ยินและการมองเห็นตามประสาทสัมผัสของพวกเขา และโครงสร้างต่างๆ เช่น เขื่อนและสะพาน ได้รับการออกแบบโดยคำนึงถึงปลาเป็นสำคัญ
ที่ฮาร์วาร์ด ฉันพิสูจน์แล้วว่าปลาโต้คลื่นใต้น้ำ ถูกต้อง—ปลาสามารถโต้คลื่นได้ เมื่อเรานึกถึงปลา เรามักจะนึกภาพสภาพแวดล้อมที่คล้ายกับปลาทองในชาม ในความเป็นจริงสภาพแวดล้อมของพวกเขาเต็มไปด้วยพลังงาน ผมจึงสงสัยว่าปลาที่ว่ายในลักษณะที่สามารถใช้ประโยชน์จากความปั่นป่วนใต้น้ำได้หรือไม่
เพื่อทดสอบแนวคิดนี้ ฉันได้โรยอนุภาคสะท้อนแสงลงในถังที่ออกแบบมาเพื่อจำลองความปั่นป่วนตามธรรมชาติ ต่อไป ฉันฉายแสงเลเซอร์ผ่านน้ำที่เคลื่อนไหวเพื่อให้แสงสว่างแก่ถังบรรจุอนุภาค ซึ่งดูเหมือนลูกโลกหิมะที่สั่นสะเทือน ขณะที่ปลาว่าย พวกมันสร้างรูปแบบการหมุนวนในอนุภาคที่มีแสงสว่าง ฉันใช้กล้องวิดีโอความเร็วสูงเพื่อจับภาพและสร้างการเคลื่อนไหวของพวกมันใหม่ กลายเป็นว่าปลาใช้ความปั่นป่วนเพื่อกระตุ้นตัวเองไปข้างหน้าในขณะที่ลดพลังงานที่ส่งออกไป สิ่งนี้พบคำถามที่ชัดเจน เช่น ทำไมปลาว่ายตามหลังกันเมื่อพวกมันกำลังเรียน: พวกมันกำลังท่องไปตามพลังร่วมของกลุ่มเพื่อขับเคลื่อนไปข้างหน้าโดยใช้ความพยายามน้อยลง
การค้นพบนี้ทำให้วิศวกรสามารถสร้างปลาเชิงกลที่ผลิตกระแสไฟฟ้าเมื่อมันเคลื่อนที่ และสามารถแจ้งการพัฒนาเทคโนโลยีใต้น้ำในอนาคตที่ขับเคลื่อนด้วยพลังงานจากมหาสมุทร
กลุ่มวิจัยของฉันที่ Whitney Lab กำลังศึกษาเซลล์ขนเล็กๆ บนผิวหนังของปลาที่ช่วยให้พวกมันรู้สึกได้โดยไม่ต้องสัมผัส เซลล์เหล่านี้แปลเสียงและการเคลื่อนไหวจากสิ่งแวดล้อมและส่งสัญญาณไปยังสมองของปลาเพื่อบอกว่าจะว่ายน้ำเมื่อใดและที่ไหน เซลล์นั้นเหมือนกับเซลล์ที่เรามีในหูซึ่งช่วยให้เราได้ยิน แต่ไม่เหมือนปลาตรงที่เราไม่สามารถสร้างมันขึ้นมาใหม่ได้ การศึกษาปลาง่ายกว่ามนุษย์ ดังนั้นเราจึงพยายามศึกษาว่าเซลล์ขนของปลาทำงานอย่างไร เพื่อให้เข้าใจการสูญเสียการได้ยินของมนุษย์ได้ดีขึ้น
ตอนนี้ผมไปตกปลาบินที่นิวซีแลนด์ครับ ขณะอยู่ที่นั่น ฉันกำลังทำงานร่วมกับกลุ่มนักวิทยาศาสตร์ที่กังวลว่าเขื่อนไฟฟ้าพลังน้ำกำลังตัดแหล่งวางไข่ นั่นคือสิ่งที่ฉันต้องการเพิ่มเติม – มีอิทธิพลต่อการออกแบบโครงสร้างทางวิศวกรรมดังนั้นพวกเขาจึงสร้างขึ้นโดยคำนึงถึงชีวิตใต้น้ำ ใครบางคนควรถามปลาว่าต้องการอะไรและสนับสนุนพวกเขา
โอ้ และเพื่อตอบคำถามแรกของฉัน: เราคิดว่าปลาทั้ง 39,000 สายพันธุ์กระดิกหางเหมือนกัน
ตามที่บอกกับ Stephenie Livingston
เว็บไฮโล ไทย อันดับ หนึ่ง, ทดลองเล่นไฮโล, ไฮโล พื้นบ้าน ได้ เงิน จริง
