Обычная черноморская медуза может предупредить о попадании нефтепродуктов в воду раньше, чем будут готовы результаты лабораторного анализа. Ученые из Севастополя разработали систему, которая круглосуточно наблюдает за животным с помощью камеры и автоматически замечает изменения в его поведении.
В качестве живого датчика выбрали аурелию – одну из самых распространенных медуз Черного моря. Во время плавания она ритмично сокращает купол. Камера записывает эти движения, а нейросеть отслеживает частоту и ритм сокращений, скорость перемещения и траекторию животного.
При этом программе не нужно заранее знать, как именно должна вести себя медуза при загрязнении. Первые 15 минут наблюдения в чистой воде используются для определения индивидуальной нормы конкретной особи. После этого алгоритм ищет устойчивые отклонения от ее обычного поведения.
Такой подход понадобился потому, что одинакового ответа на нефтепродукты у медуз не оказалось. Во время экспериментов одни животные начинали двигаться медленнее, другие почти не меняли частоту сокращений, а третьи сначала ускорялись и лишь затем замедлялись.
Испытания провели на шести медузах, в воду к которым добавляли дизельную фракцию. Во всех шести случаях система обнаружила изменение поведения и подала сигнал. Самая быстрая реакция была зафиксирована спустя одну минуту, самая поздняя – через 24 минуты. При наблюдениях в чистой воде ложных тревог исследователи не получили.
Подобные станции в перспективе можно устанавливать возле портов, нефтебаз, водозаборов, мест сброса сточных вод и рыбоводных хозяйств. Преимущество живого индикатора заключается в способности быстро реагировать на совокупное воздействие загрязняющих веществ.
Однако заменить лабораторный анализ медуза не сможет. Система сообщает, что условия в воде изменились, но не определяет конкретное загрязняющее вещество и его концентрацию. Пока технология испытана лишь в лаборатории на шести особях. Ученым еще предстоит увеличить выборку и проверить, смогут ли медузы таким же образом сигнализировать о тяжелых металлах, пестицидах и микропластике, а затем провести испытания непосредственно в море.
