Un modello 3D di uno scheletro di corallo bambino scansionato dallo scanner dentale della dottoressa Kate Quigley. Credito:Dott.ssa Kate Quigley
Ispirata da un viaggio dal dentista, la dott.ssa Kate Quigley presenta un nuovo metodo per monitorare la dimensione e la crescita dei coralli che riduce i tempi di rilevamento del 99%. La metodologia e i risultati sono pubblicati in Metodi in Ecologia ed Evoluzione .
La dott.ssa Kate Quigley, ricercatrice senior presso la Minderoo Foundation che ha condotto la ricerca presso l'Australian Institute of Marine Science e la James Cook University, ha sviluppato un nuovo metodo non distruttivo per scansionare i coralli in modo rapido e sicuro, riducendo i lavori precedentemente laboriosi e lunghe tecniche di rilevamento.
Ispirato da una visita dal dentista, il dottor Quigley ha sottolineato le somiglianze tra il corallo e i nostri denti:entrambi sono a base di calcio e richiedono strumenti di misurazione in grado di resistere alle superfici bagnate. "Un giorno, ero dal dentista e hanno lanciato questa nuova macchina di scansione. Ho capito immediatamente che era qualcosa che poteva applicarsi alla scansione di coralli molto piccoli, dato che coralli e denti condividono in realtà molte proprietà simili. Il resto è storia".
Le barriere coralline sono tra gli ecosistemi più produttivi della terra e forniscono servizi nutrizionali e protettivi essenziali alle persone in tutto il mondo. Questi importanti ecosistemi hanno subito gravi declini negli ultimi decenni, stimolando una raffica di ricerche sulla loro biologia di base e ripristino. Comprendere la fase critica della vita del corallo giovanile consente agli scienziati di prevedere i cambiamenti dell'ecosistema, gli impatti dei disturbi e il loro potenziale di recupero.
La ricostruzione dei modelli 3D dei coralli rivela informazioni sulla loro salute e sulla risposta a pressioni come l'aumento delle temperature o l'acidificazione. Esistono diversi metodi per costruire e valutare questi modelli 3D, ma la loro efficacia è ridotta quando si costruiscono misurazioni su piccola scala.
La dottoressa Kate Quigley ha utilizzato macchinari per la scansione dentale per misurare i piccoli coralli direttamente dalla barca. Credito:Dott.ssa Kate Quigley
Il Dr. Quigley ha dichiarato:"Al momento, è difficile misurare con precisione oggetti molto piccoli in 3D, soprattutto se sei interessato a misurare piccoli animali vivi, come il corallo, senza ferirli.
"Durante il mio dottorato ci sarebbe voluta mezza giornata per produrre una scansione ed ero interessato a scansionare centinaia di coralli alla volta.
"Per la prima volta, questo nuovo metodo consentirà agli scienziati di misurare migliaia di minuscoli coralli in modo rapido, accurato e senza alcun impatto negativo sulla salute del corallo. Ciò ha il potenziale per espandere il monitoraggio su larga scala della salute degli oceani e per l'aumento di scala dei coralli ripristino della barriera corallina."
Per valutare l'efficacia di questi scanner dentali, in particolare ITero Element 5D Flex, il Dr. Quigley ha misurato i coralli giovani presso il National Sea Simulator dell'Istituto australiano di scienze marine. I coralli, provenienti dal Great Barrier Relief, sono stati temporaneamente rimossi dal loro acquario al coperto e la loro superficie e volume sono stati registrati prima di essere rimessi nelle vasche.
In media ci sono voluti meno di tre minuti per scansionare e costruire un modello di ogni singolo corallo rispetto alle oltre 4 ore con i metodi precedenti, una riduzione del 99% del tempo necessario per effettuare tali misurazioni. Il Dr. Quigley ha registrato prestazioni altrettanto rapide e precise durante la misurazione e il confronto di modelli di scheletri morti e tessuti di coralli vivi. Eliminando la necessità di sacrificare animali vivi per effettuare misurazioni.
Sebbene questo sia un enorme passo avanti nella riduzione del tempo necessario per il monitoraggio e lo studio di piccoli animali marini, le scansioni 3D devono ancora essere elaborate manualmente, il che rallenta l'analisi. Il Dr. Quigley spera che la prossima strada per questa ricerca sia provare a creare una pipeline di analisi automatica dalla scansione alla misurazione, utilizzando potenzialmente l'IA.
Al momento, questa tecnologia può essere utilizzata solo per eseguire misurazioni fuori dall'acqua. L'hardware non è impermeabile in quanto lo scanner si basa sulla tecnologia laser confocale.
"Potenzialmente lo scanner potrebbe essere completamente impermeabile. Tuttavia, non è chiaro come funzionerebbe la tecnologia laser completamente sommersa sott'acqua. Abbiamo già portato questa tecnologia sulla barca e allevato coralli selvatici e allevati in laboratorio per la misurazione, quindi siamo arrivarci." + Esplora ulteriormente
