In the spirit of Jacques Cousteau, who said, "People protect what they love," I want to share with you today what I love most in the ocean, and that's the incredible number and variety of animals in it that make light.
Seguendo l'idea di Jacques Cousteau, il quale diceva, "La gente protegge cio' che ama," Oggi vorrei condividere con voi quello che io amo di piu' nell'oceano, e cioe' l'incredibile abbondanza e la varieta' degli animali che ci vivono e che emettono luce.
My addiction began with this strange looking diving suit called Wasp; that's not an acronym -- just somebody thought it looked like the insect. It was actually developed for use by the offshore oil industry for diving on oil rigs down to a depth of 2,000 feet. Right after I completed my Ph.D., I was lucky enough to be included with a group of scientists that was using it for the first time as a tool for ocean exploration. We trained in a tank in Port Hueneme, and then my first open ocean dive was in Santa Barbara Channel. It was an evening dive. I went down to a depth of 880 feet and turned out the lights. And the reason I turned out the lights is because I knew I would see this phenomenon of animals making light called bioluminescence. But I was totally unprepared for how much there was and how spectacular it was. I saw chains of jellyfish called siphonophores that were longer than this room, pumping out so much light that I could read the dials and gauges inside the suit without a flashlight; and puffs and billows of what looked like luminous blue smoke; and explosions of sparks that would swirl up out of the thrusters -- just like when you throw a log on a campfire and the embers swirl up off the campfire, but these were icy, blue embers. It was breathtaking.
La mia passione e' cominciata con una curiosa muta da sub chiamata Vespa Non e' un acronimo -- nel caso in cui qualcuno abbia pensato che mi riferissi all'insetto. Fu in origine pensata per essere usata nell'industria estrattiva in mare aperto per immergersi sulle condotte petrolifere a profondita' di 2000 piedi (609.6m). Appena finito il mio Dottorato, la mia fortuna fu di entrare a far parte di un gruppo di ricercatori che la usavano per la prima volta come strumento per l'esplorazione oceanica. Abbiamo fatto pratica in una vasca a Port Hueneme e la mia prima immersione in mare aperto e' stata nel Canale di Santa Barbara. Era un' immersione serale. Mi sono immersa fino alla profondita' di 880 piedi (243.84m) e ho spento le luci. E la ragione per cui ho spento le luci era perche' sapevo che avrei visto questo fenomeno chiamato bioluminescenza attraverso il quale gli animali emettono luce. Ma ero completamente impreparata a quanto intenso fosse e quanto spettacolare. Ho visto catene di meduse chiamate sifonofori, piu' lunghe di questa stanza, emettere cosi' tanta luce che potevo vedere quadranti e strumenti dentro la mia muta, senza usare le mie luci, e soffi e nubi di quello che sembrava fumo blu luminoso ed esplosioni di scintille che schizzavano fuori dal braciere proprio come quando mettiamo un ciocco di legno nel fuoco e le braci schizzano all'esterno, ma queste erano braci blu, ed erano ghiacciate Era da restare senza fiato
Now, usually if people are familiar with bioluminescence at all, it's these guys; it's fireflies. And there are a few other land-dwellers that can make light -- some insects, earthworms, fungi -- but in general, on land, it's really rare. In the ocean, it's the rule rather than the exception. If I go out in the open ocean environment, virtually anywhere in the world, and I drag a net from 3,000 feet to the surface, most of the animals -- in fact, in many places, 80 to 90 percent of the animals that I bring up in that net -- make light. This makes for some pretty spectacular light shows.
Ora, generalmente se qualcuno ha mai sentito parlare di bioluminescenza, avra' sentito parlare di queste, le lucciole, e ci sono alcuni altri oragnismi terrestri che emettono luce, insetti, vermi di terra, funghi. Ma in generale, sulla terra, e' un fenomeno molto raro. Nell'oceano, questa e' la regola, e non l'eccezione. Se vado in mare aperto, piu' o meno ovunque nel mondo, e trascino una rete da 3000 piedi (914.4m) fino alla superficie, la maggior parte degli animali, anzi, in molte zone l'80-90% degli animali che tiro su nella rete, emettono luce. Questo crea degli spettacolari effetti luminosi.
Now I want to share with you a little video that I shot from a submersible. I first developed this technique working from a little single-person submersible called Deep Rover and then adapted it for use on the Johnson Sea-Link, which you see here. So, mounted in front of the observation sphere, there's a a three-foot diameter hoop with a screen stretched across it. And inside the sphere with me is an intensified camera that's about as sensitive as a fully dark-adapted human eye, albeit a little fuzzy. So you turn on the camera, turn out the lights. That sparkle you're seeing is not luminescence, that's just electronic noise on these super intensified cameras. You don't see luminescence until the submersible begins to move forward through the water, but as it does, animals bumping into the screen are stimulated to bioluminesce.
Ora vorrei condividere con voi un breve filmato che ho girato da un sommergibile. Inizialmente ho sviluppato questa tecnica lavorando da un piccolo sommergibile monoposto chiamato Deep Rover e poi l'ho adattata per usarla sul Johnson Sea-Link, che vedete qui. Quindi, montato davanti all' oblo' di osservazione potete vedere un cerchio di 3 piedi (0.91 m) di diametro con un monitor davanti. Dentro l'oblo' vicino a me ho una macchina fotografica intensificata che e' sensibile come un occhio umano compleamente adattato al buio totale benche' un po' sfuocato Qundi si accende la macchina, si spengono le luci. Quelle scintille che vedete non sono biolminescenza; quello e' solo il rumore elettronico di queste macchine fotografiche intensificate La luminescenza non si vede finche' il sommergibile non comincia a muoversi nell'acqua, ma non appena lo fa, gli animali che sbattono sul vetro sono indotti ad emettere luce.
Now, when I was first doing this, all I was trying to do was count the numbers of sources. I knew my forward speed, I knew the area, and so I could figure out how many hundreds of sources there were per cubic meter. But I started to realize that I could actually identify animals by the type of flashes they produced. And so, here, in the Gulf of Maine at 740 feet, I can name pretty much everything you're seeing there to the species level. Like those big explosions, sparks, are from a little comb jelly, and there's krill and other kinds of crustaceans, and jellyfish. There was another one of those comb jellies. And so I've worked with computer image analysis engineers to develop automatic recognition systems that can identify these animals and then extract the XYZ coordinate of the initial impact point. And we can then do the kinds of things that ecologists do on land, and do nearest neighbor distances.
Ora, quando l'ho fatto per prima volta, quello che crecavo di fare era contare le sorgenti. Conoscevo la mia velocita', conoscevo la superficie, per cui potevo calcolare quante centinaia di sorgenti c'erano per metro cubo. Ma cominciai a pensare che potevo anche identificare gli animali in base al tipo di emissioni che producevano. E cosi', eccoci nel Golfo del Maine a 740 piedi (225,552). Posso dare un nome a quasi tutto quello che vedete qui a livello di specie, per esempio quelle grandi esplosioni, scintille, sono di un piccolo ctenoforo (una medusa) e ci sono krill, altri crostacei e meduse. Quello era uno degli ctenofori. E ho anche lavorato con tecnici di analisi di immagini al computer per sviluppare un sistema automatico di riconoscimento che riesce ad identificare questi animali e poi estrarre le coordinate X,Y,Z del punto di impatto iniziale. E possiamo quindi fare tutto quello che gli ecologi fanno sulla terra e calcolare le distanze del piu' vicino.
But you don't always have to go down to the depths of the ocean to see a light show like this. You can actually see it in surface waters. This is some shot, by Dr. Mike Latz at Scripps Institution, of a dolphin swimming through bioluminescent plankton. And this isn't someplace exotic like one of the bioluminescent bays in Puerto Rico, this was actually shot in San Diego Harbor. And sometimes you can see it even closer than that, because the heads on ships -- that's toilets, for any land lovers that are listening -- are flushed with unfiltered seawater that often has bioluminescent plankton in it. So, if you stagger into the head late at night and you're so toilet-hugging sick that you forget to turn on the light, you may think that you're having a religious experience. (Laughter)
Ma non si deve sempre andare fino alle profondita' dell'oceano per vedere simili spettacoli di luce. Infatti si possono vedere anche in superficie. Questo e' un video, girato da Dr Mike Latz allo Scripps Institution, di un delfino che nuota tra del plankton bioluminescente. E non e' in un luogo esotico come una delle baie della luminescenza a Porto Rico, questo e' stato girato nel porto di San Diego. E a volte questo fenomeno e' visibile anche in luoghi piu' vicini grazie alle prue delle navi -- le toilettes, per tutti gli amanti della terra ferma in ascolto -- usano acqua di mare non filtrata che spesso contiene plankton bioluminescente, per cui se barcollate verso prua la sera tardi, e siete alla disperata ricerca di un bagno tanto da dimenticare di accendere la luce, potreste pensare di essere protagonisti di un'esperienza mistica.
So, how does a living creature make light? Well, that was the question that 19th century French physiologist Raphael Dubois, asked about this bioluminescent clam. He ground it up and he managed to get out a couple of chemicals; one, the enzyme, he called luciferase; the substrate, he called luciferin after Lucifer the Lightbearer. That terminology has stuck, but it doesn't actually refer to specific chemicals because these chemicals come in a lot of different shapes and forms. In fact, most of the people studying bioluminescence today are focused on the chemistry, because these chemicals have proved so incredibly valuable for developing antibacterial agents, cancer fighting drugs, testing for the presence of life on Mars, detecting pollutants in our waters -- which is how we use it at ORCA. In 2008, the Nobel Prize in Chemistry was awarded for work done on a molecule called green fluorescent protein that was isolated from the bioluminescent chemistry of a jellyfish, and it's been equated to the invention of the microscope, in terms of the impact that it has had on cell biology and genetic engineering.
Ora, come fa una creatura vivente ad emettere luce? Beh, questa era la domanda che, nel diciannovesimo secolo, il fisiologo francese Raphael Dubois si fece a proposito di questa vongola bioluminescente. La pesco' e riusci' ad estrarne alcune sostanze chimiche, una, l'enzima che chiamo' luciferasi, il substrato, che chiamo' luciferina come Lucifero il Portatore di Luce. Quella terminologia e' rimasta, ma in effetti non si riferisce ad una specifica sostanza perche' queste sostanze si trovano in tante forme diverse. In effetti, la maggior parte delle persone che studiano la bioluminescenza oggi si concentrano sulla chimica perche' queste sostanze si sono dismostrate davvero importanti per sviluppare agenti antibatterici, medicine per combattere il cancro, testare la presenza di vita su Marte, rilevare la presenza di contaminanti nell'acqua, che e' il modo in cui noi li usiamo a ORCA. Nel 2008, il Premio Nobel per la Chimica e' stato assegnato per un lavoro fatto su una molecola chiamata proteina della fluorescenza verde, che e' stata isolata dal componente chimico bioluminescente di una medusa, ed e' stata paragonata all'invenzione del microscopio, per l'impatto che ha avuto sulla biologia cellulare e sull'ingegneria genetica.
Another thing all these molecules are telling us that, apparently, bioluminescence has evolved at least 40 times, maybe as many as 50 separate times in evolutionary history, which is a clear indication of how spectacularly important this trait is for survival. So, what is it about bioluminescence that's so important to so many animals? Well, for animals that are trying to avoid predators by staying in the darkness, light can still be very useful for the three basic things that animals have to do to survive: and that's find food, attract a mate and avoid being eaten. So, for example, this fish has a built-in headlight behind its eye that it can use for finding food or attracting a mate. And then when it's not using it, it actually can roll it down into its head just like the headlights on your Lamborghini. This fish actually has high beams.
Un'altra cosa che queste molecole ci dicono e' che, a quanto pare, la bioluminescenza si e' evoluta almeno 40 volte, forse 50 nella storia dell'evoluzione, il che e' una chiara indicazione di quanto sorprendentemente importante sia questo aspetto per la sopravvivenza. E allora, che cosa, nella bioluminescenza e' cosi'importante per cosi' tanti animali? Beh, per gli animali che cercano di evitare i predatori nascondendosi nel buio, la luce puo' sempre tornare utile per le tre principlai funzioni che gli animali devono svolgere per sopravvivere, e cioe' trovare cibo, attirare un partner ed evitare di essere mangiati. Per cui, per esempio, questo pesce ha una luce frontale dietro l'occhio che usa per trovare cibo o attrarre un partner. E quando non la usa, la puo' ritrarre nella testa proprio come le luci anteriori di una Lamborghini. Questo pesce in effetti ha degli abbaglianti.
And this fish, which is one of my favorites, has three headlights on each side of its head. Now, this one is blue, and that's the color of most bioluminescence in the ocean because evolution has selected for the color that travels farthest through seawater in order to optimize communication. So, most animals make blue light, and most animals can only see blue light, but this fish is a really fascinating exception because it has two red light organs. And I have no idea why there's two, and that's something I want to solve some day -- but not only can it see blue light, but it can see red light. So it uses its red bioluminescence like a sniper's scope to be able to sneak up on animals that are blind to red light and be able to see them without being seen. It's also got a little chin barbel here with a blue luminescent lure on it that it can use to attract prey from a long way off. And a lot of animals will use their bioluminescence as a lure.
E questo pesce, che e' uno dei miei preferiti, ha tre luci frontali ad entrambi i lati della testa. Ora, questa e' blu, e questo e' il colore della bioluminescenza nell'oceano perche' l'evoluzione ha selezionato il colore che viaggia piu' velocemente nell'acqua di mare per ottimizzare la comunicazione. Per questo motivo, molti animali emettono luce blu, e molti animali possono vedere solo la luce blu, ma questo pesce e' un'affascinante eccezione perche' ha due organi che emettono luci rosse. E io non ho idea del perche' ce ne siano due, ed e' qualcosa che vorrei scoprire un giorno. Per cui, lui puo' vedere non solo la luce blu, ma anche la luce rossa. Quindi usa la sua bioluminescenza rossa come un mirino per riuscire a ad avvicinarsi silenzioso a quegli animali che sono ciechi alla luce rossa e poterli vedere senza essere visto. Ha anche un piccola barbetta con un'esca blu luminescente che usa per attirare prede da lontano. E molti animali usano la loro bioluminescenza come esca.
This is another one of my favorite fish. This is a viperfish, and it's got a lure on the end of a long fishing rod that it arches in front of the toothy jaw that gives the viperfish its name. The teeth on this fish are so long that if they closed inside the mouth of the fish, it would actually impale its own brain. So instead, it slides in grooves on the outside of the head. This is a Christmas tree of a fish; everything on this fish lights up, it's not just that lure. It's got a built-in flashlight. It's got these jewel-like light organs on its belly that it uses for a type of camouflage that obliterates its shadow, so when it's swimming around and there's a predator looking up from below, it makes itself disappear. It's got light organs in the mouth, it's got light organs in every single scale, in the fins, in a mucus layer on the back and the belly, all used for different things -- some of which we know about, some of which we don't.
Questo e' un altro dei miei pesci preferiti. E' un pesce vipera, e ha un'esca all'estremita' di una lunga antenna che usa per pescare e che si inarca davanti alla mascella dai denti sporgenti da cui deriva il suo nome. I denti di questo pesce sono cosi' lunghi che se si chiudessero completamente nella bocca del pesce, gli si conficcherebbero nel cervello. Invece, si posizionano in scanalature all'esterno della testa. Questo e' l'albero di Natale dei pesci. Tutto in questo pesce si accende. Non ha solo l'esca; ha una torcia incastonata. Ha sulla pancia questi organi luminescenti che sembrano gioielli che usa per un tipo di mimetismo che nasconde la sua ombra, per cui, quando nuota e c'e' un predatore che guarda dal basso, questo lo rende invisibile. Ha organi luminescenti nella bocca. Ha organi luminescenti in ogni squama, nelle pinne, in uno strato di muco sul dorso e nella pancia, tutti con uno scopo specifico, alcuni li conosciamo, altri no.
And we know a little bit more about bioluminescence thanks to Pixar, and I'm very grateful to Pixar for sharing my favorite topic with so many people. I do wish, with their budget, that they might have spent just a tiny bit more money to pay a consulting fee to some poor, starving graduate student, who could have told them that those are the eyes of a fish that's been preserved in formalin. These are the eyes of a living anglerfish. So, she's got a lure that she sticks out in front of this living mousetrap of needle-sharp teeth in order to attract in some unsuspecting prey. And this one has a lure with all kinds of little interesting threads coming off it.
E noi abbiamo parecchie informazioni sulla luminescenza grazie a Pixar, e sono molto grata a Pixar per aver condiviso il mio argomento preferito con cosi' tanta gente. Speravo che, con il loro budget, avrebbero potuto spendere un pochino di piu' per pagare la consulenza di un povero laureato morto di fame, che avrebbe potuto dir loro che quelli sono gli occhi di un pesce che e' stato conservato in formalina. Questi sono gli occhi di una rana pescatrice viva. Ecco, ha un'esca che sporge davanti a questa trappola vivente fatta di denti affilati, che servono per attirare una ignara preda. E questo ha un'esca con tutta una serie di fili interessanti che fuoriescono.
Now we used to think that the different shape of the lure was to attract different types of prey, but then stomach content analyses on these fish done by scientists, or more likely their graduate students, have revealed that they all eat pretty much the same thing. So, now we believe that the different shape of the lure is how the male recognizes the female in the anglerfish world, because many of these males are what are known as dwarf males. This little guy has no visible means of self-support. He has no lure for attracting food and no teeth for eating it when it gets there. His only hope for existence on this planet is as a gigolo. (Laughter) He's got to find himself a babe and then he's got to latch on for life. So this little guy has found himself this babe, and you will note that he's had the good sense to attach himself in a way that he doesn't actually have to look at her. (Laughter) But he still knows a good thing when he sees it, and so he seals the relationship with an eternal kiss. His flesh fuses with her flesh, her bloodstream grows into his body, and he becomes nothing more than a little sperm sac. (Laughter) Well, this is a deep-sea version of Women's Lib. She always knows where he is, and she doesn't have to be monogamous, because some of these females come up with multiple males attached.
Noi credevamo che le diverse forme delle esche servissero ad attirare diversi tipi di prede, ma poi l'analisi dei contenuti stomacali di questi pesci fatta da ricercatori, o piu' verosimilmente dai loro studenti laureati, ha rivelato che mangiano tutti piu' o meno le stesse cose. Quindi, ora crediamo che le diverse forme delle esche servano al maschio per riconoscere la femmina nel mondo delle rane pescatrici, perche' molti di questi maschi sono conosciuti come maschi nani. Questo piccolino qui non sembrerebbe capace di provvedere a se stesso. Non ha esca per attrarre il cibo ne' denti per mangiarlo quando si avvicina. La sua unica speranza di sopravvivere in questo mondo e' quella di fare il gigolo'. Deve trovarsi una compagna e attaccarsi a lei per vivere. Quindi questo piccolino si e' trovato questa compagna, e noterete che ha il buonsenso di attaccarvisi in un modo per cui non ha bisogno di guardarla. (Risate) Ma sa comunque distinguere cosa e' buono per lui, e quindi suggella la relazione con un bacio eterno. La sua carne si fonde con quella di lei, il sangue di lei fluisce nel corpo di lui, e lui non diventa altro che una piccola sacca di sperma. (Risate) Bene, questa e' la liberazione della donna in versione profondita' oceaniche. Lei sa sempre dove si trova lui, e non deve essere monogama, infatti alcune di queste femmine portano molti maschi attaccati a sé.
So they can use it for finding food, for attracting mates. They use it a lot for defense, many different ways. A lot of them can release their luciferin or luferase in the water just the way a squid or an octopus will release an ink cloud. This shrimp is actually spewing light out of its mouth like a fire breathing dragon in order to blind or distract this viperfish so that the shrimp can swim away into the darkness. And there are a lot of different animals that can do this: There's jellyfish, there's squid, there's a whole lot of different crustaceans,
Quindi usano la luce per trovare cibo, per attirare dei partner. La usano per difesa, in molti modi diversi. Molti di loro possono rilasciare la propria luciferina, nell'acqua proprio come fa un calamaro quando rilascia una nuvola di inchiostro. Questo gamberetto in effetti rilascia luce dalla bocca come un drago sputafuoco con lo scopo di accecare o distrarre questo pesce vipera cosi' da poter scappare a nuoto nel buio. E ci sono molti animali che possono fare lo stesso. Ci sono le meduse, c'e' il calamaro, c'e' un'infinita' di vari crostacei.
there's even fish that can do this. This fish is called the shining tubeshoulder because it actually has a tube on its shoulder that can squirt out light. And I was luck enough to capture one of these when we were on a trawling expedition off the northwest coast of Africa for "Blue Planet," for the deep portion of "Blue Planet." And we were using a special trawling net that we were able to bring these animals up alive. So we captured one of these, and I brought it into the lab. So I'm holding it, and I'm about to touch that tube on its shoulder, and when I do, you'll see bioluminescence coming out. But to me, what's shocking is not just the amount of light, but the fact that it's not just luciferin and luciferase. For this fish, it's actually whole cells with nuclei and membranes. It's energetically very costly for this fish to do this, and we have no idea why it does it -- another one of these great mysteries that needs to be solved.
C'e' persino un pesce che riesce a farlo. Questo pesce si chiama 'shining tubeshoulder' perche' in effetti ha un tubo sulla sua spalla che emette spruzzi di luce. E sono stata abbastanza fortunata da catturare uno di questi durante una campagna di pesca al largo della costa nord occidentale dell'Africa per conto di "Pianeta Blu," per il settore profondita' di "Pianeta Blu." Stavamo usando una rete da pesca speciale per cui eravamo in grado di portare quasti animali vivi in superficie. Per cui ne abbiamo catturato uno, e l'ho portato in laboratorio. Ecco che lo tengo in mano, e sto per toccargli il tubo sulla spalla, e quando lo faccio, vedrete che mostrera' la bioluminescenza. La cosa che mi ha scioccato non e' soltanto la quantita' di luce, ma il fatto che non si tratti solo di luciferina e luciferasi. Nel caso di questo pesce, sono cellule intere con nuclei e membrane. Da un punto di vista energetico, e' molto dispendioso per questo pesce, e non abbiamo idea del perche' lo faccia. Un altro grande mistero che deve essere risolto.
Now, another form of defense is something called a burglar alarm -- same reason you have a burglar alarm on your car; the honking horn and flashing lights are meant to attract the attention of, hopefully, the police that will come and take the burglar away -- when an animal's caught in the clutches of a predator, its only hope for escape may be to attract the attention of something bigger and nastier that will attack their attacker, thereby affording them a chance for escape. This jellyfish, for example, has a spectacular bioluminescent display. This is us chasing it in the submersible. That's not luminescence, that's reflected light from the gonads. We capture it in a very special device on the front of the submersible that allows us to bring it up in really pristine condition, bring it into the lab on the ship. And then to generate the display you're about to see, all I did was touch it once per second on its nerve ring with a sharp pick that's sort of like the sharp tooth of a fish. And once this display gets going, I'm not touching it anymore. This is an unbelievable light show. It's this pinwheel of light, and I've done calculations that show that this could be seen from as much as 300 feet away by a predator. And I thought, "You know, that might actually make a pretty good lure." Because one of the things that's frustrated me as a deep-sea explorer is how many animals there probably are in the ocean that we know nothing about because of the way we explore the ocean.
Ora, un'altra forma di difesa e' una cosa chiamata sistema di allarme. Proprio come voi avete un sistema di allarme sulla macchina. Il clacson e le luci lampeggianti hanno il compito di attirare l'attenzione, si spera, della polizia che verra' ad arrestare il ladro. Quando un animale e' catturato nelle fauci di un predatore, la sua unica speranza di fuga potrebbe essere quella di attirare l'attenzione di qualcosa piu' grande e piu' cattivo, che attacchi il predatore, offrendo loro una speranza di fuga. Questa medusa, per esempio, ha un modo spettacolare di mostrare la bioluminescenza. Qui siamo noi che la seguiamo dal sommergibile. Quella non e' luminescenza, quella e' luce riflessa dalle gonadi. L'abbiamo catturata con uno strumento molto speciale situato davanti al sommergibile che ci permette di portarla in superficie intatta, e portarla nel laboratorio della nave. Per ottenere la scena che state per vedere tutto quello che ho fatto e' stato toccarla una volta al secondo sull'anello nervoso con un aculeo affilato che somiglia al dente affilato di un pesce. Ed una volta iniziato questo fenomeno, non la sto piu' toccando. Questo e' un incredibile spettacolo di luce, una ruota di fuochi di luce. Ho fatto alcuni calcoli che dimostrano che questo puo' essere visto da 300 piedi (91.44m) di distanza da un predatore. E ho pensato che in effetti avrebbe costituito un'ottima esca. Infatti, uno degli aspetti piu' frustranti dell'esplorazione delle profondita' marine e' il sapere quanti animali ci sono nell'oceano di cui non sappiamo nulla a causa del modo in cui noi esploriamo gli oceani.
The primary way that we know about what lives in the ocean is we go out and drag nets behind ships. And I defy you to name any other branch of science that still depends on hundreds of year-old technology. The other primary way is we go down with submersibles and remote-operated vehicles. I've made hundreds of dives in submersibles. When I'm sitting in a submersible though, I know that I'm not unobtrusive at all -- I've got bright lights and noisy thrusters -- any animal with any sense is going to be long gone. So, I've wanted for a long time to figure out a different way to explore.
Il modo principale in cui apprendiamo che cosa vive nell'oceano, consiste nel trascinare delle reti dietro le navi. E vi sfido a dirmi il nome di un'altra branca della scienza che ancora dipende da tecnologie vecchie cent'anni. L'altro principale modo di andare sott'acqua e' con sommergibili e veicoli guidati a distanza. Ho fatto centinaia di immersioni nei sommergibili. Quando siedo in un sommergibile pero', so per certo che non sono per nulla discreta. Ho luci brillanti e motori rumorosi. Qualsiasi animale di buonsenso si allontanera' subito. Per cui, per tanto tempo ho cercato di inventare un modo diverso di esplorare.
And so, sometime ago, I got this idea for a camera system. It's not exactly rocket science. We call this thing Eye-in-the-Sea. And scientists have done this on land for years; we just use a color that the animals can't see and then a camera that can see that color. You can't use infrared in the sea. We use far-red light, but even that's a problem because it gets absorbed so quickly. Made an intensified camera, wanted to make this electronic jellyfish. Thing is, in science, you basically have to tell the funding agencies what you're going to discover before they'll give you the money. And I didn't know what I was going to discover, so I couldn't get the funding for this. So I kluged this together, I got the Harvey Mudd Engineering Clinic to actually do it as an undergraduate student project initially, and then I kluged funding from a whole bunch of different sources.
E cosi', un po' di tempo fa, mi e' venuta l'idea di un sistema di macchine fotografiche. Non e' esattamente scienza pura. Lo chiamiamo Occhio-nel-Mare. I ricercatori hanno fatto questo per anni sulla terra, noi semplicemente usiamo un colore che gli animali non possono vedere e una macchina fotografica che puo' vedere quel colore. Non si possono usare gli infrarossi nel mare. Noi usiamo la far-red light, ma anche questa da' problemi perche' viene assorbita troppo in fretta. Costruita una macchina fotografica intensificata, volevo fare questa medusa elettronica. Il fatto e' che, nella scienza, devi comunicare alle agenzie che elargiscono i fondi che cosa hai intenzione di scoprire prima che queste ti diano i soldi. E io non sapevo che cosa avrei scoperto, per cui non sono riuscita ad ottenere fondi. Cosi' ho messo insieme questa, ho coinvolto la Harvey Mudd Engeneering Clinic per realizzarla inizialmente come progetto di laurea, e poi ho raccolto dei fondi da una serie di fonti diverse.
Monterey Bay Aquarium Research Institute gave me time with their ROV so that I could test it and we could figure out, you know, for example, which colors of red light we had to use so that we could see the animals, but they couldn't see us -- get the electronic jellyfish working. And you can see just what a shoestring operation this really was, because we cast these 16 blue LEDs in epoxy and you can see in the epoxy mold that we used, the word Ziploc is still visible. Needless to say, when it's kluged together like this, there were a lot of trials and tribulations getting this working. But there came a moment when it all came together, and everything worked. And, remarkably, that moment got caught on film by photographer Mark Richards, who happened to be there at the precise moment that we discovered that it all came together. That's me on the left, my graduate student at the time, Erika Raymond, and Lee Fry, who was the engineer on the project. And we have this photograph posted in our lab in a place of honor with the caption: "Engineer satisfying two women at once." (Laughter) And we were very, very happy.
Monterey Bay Aquarium and Research Institute mi ha concesso l'uso del proprio veicolo comandato a distanza (ROV) per testarla, e siamo riusciti a capire, vedete, per esempio, quale colore di luce rossa usare per vedere gli animali senza essere visti da loro, e far funzionare la medusa elettronica. E potete capire che operazione in economia questa sia stata perche', quando ho modellato questi 16 LED blu in resina epossidica ... e potete vedere che nello stampo di resina che abbiamo usato e' ancora visibile la parola Ziploc. Inutile dirlo, quando stavamo mettendo insieme tutto questo, abbiamo avuto non pochi problemi per farlo funzionare. Ma arriva il momento in cui tutto avviene all'improvviso, e tutto funziona, e, per fortuna, quel momento e' stato filmato dal fotografo Mark Richards, che e' capitato li' in quel preciso momento in cui abbiamo scoperto che tutto funzionava. Quella sono io sulla sinistra, la mia studentessa in quel periodo, Erica Raymond, e Lee Fry, l'ingegnere del progetto. E queste fotografie sono state affisse in un posto d'onore nel nostro laboratorio con la didascalia: "Un ingegnere che soddisfa due donne alla volta." E noi eravamo felicissimi, davvero felici.
So now we had a system that we could actually take to some place that was kind of like an oasis on the bottom of the ocean that might be patrolled by large predators. And so, the place that we took it to was this place called a Brine Pool, which is in the northern part of the Gulf of Mexico. It's a magical place. And I know this footage isn't going to look like anything to you -- we had a crummy camera at the time -- but I was ecstatic. We're at the edge of the Brine Pool, there's a fish that's swimming towards the camera. It's clearly undisturbed by us. And I had my window into the deep sea. I, for the first time, could see what animals were doing down there when we weren't down there disturbing them in some way. Four hours into the deployment, we had programmed the electronic jellyfish to come on for the first time. Eighty-six seconds after it went into its pinwheel display, we recorded this: This is a squid, over six feet long, that is so new to science, it cannot be placed in any known scientific family. I could not have asked for a better proof of concept.
Quindi adesso possediamo un sistema che possiamo portare in giro, una specie di oasi sul fondo dell'oceano che potrebbe essere controllato da grandi predatori. E cosi', il posto in cui lo abbiamo portato e' stato questo, chiamato pozza di salamoia che si trova nella parte nord del Golfo del Messico. E' un posto magico. E capisco che questo spezzone non vorra' dir nulla per voi - avevamo una macchina fotografica scadente a quei tempi - ma io ero in estasi. Siamo sul bordo della pozza di salamoia. c'e' un pesce che nuota verso la macchina fotografica. Chiaramente non lo stiamo disturbando. E io avevo la mia finestra sulle profondita' marine. Io, per la prima volta, potevo vedere cosa gli animali stavano facendo laggiu' mentre noi non eravamo li' a disturbarli in nessun modo. Quattro ore dopo il lancio, avevamo programmato che la medusa elettronica si azionasse per la prima volta. 86 secondi dopo ha cominciato a roteare ed abbiamo filmato questo: e' un calamaro, e' lungo piu' di 1,83 metri, ed e' talmente sconosciuto alla scienza, da non poter essere classificato in alcuna delle famiglie tassonomiche note. Non avrei potuto chiedere esempio migliore per provare questo concetto.
And based on this, I went back to the National Science Foundation and said, "This is what we will discover." And they gave me enough money to do it right, which has involved developing the world's first deep-sea webcam -- which has been installed in the Monterey Canyon for the past year -- and now, more recently, a modular form of this system, a much more mobile form that's a lot easier to launch and recover, that I hope can be used on Sylvia's "hope spots" to help explore and protect these areas, and, for me, learn more about the bioluminescence in these "hope spots."
E sulla base di tutto questo, sono tornata alla National Science Fundation e ho detto, "Questo e' quello che scopriremo." E cosi' mi hanno dato abbastanza soldi per farlo come si deve, il che ha voluto dire costruire la prima webcam da profondita' al mondo, che e' stata installata nel Monterey Canyon per tutto lo scorso anno. E ora, piu' di recente, una struttura modulare per questo sistema, una forma molto piu' mobile, molto piu' semplice da lanciare e recuperare, che spero possa essere usata nel Sylvia's "hope spots" per aiutare ad esplorare e proteggere queste aree, e per me, approfondire la conoscenza sulla bioluminescenza in questi "hope spots."
So one of these take-home messages here is, there is still a lot to explore in the oceans. And Sylvia has said that we are destroying the oceans before we even know what's in them, and she's right. So if you ever, ever get an opportunity to take a dive in a submersible, say yes -- a thousand times, yes -- and please turn out the lights. I promise, you'll love it.
Percio' quello che dobbiamo imparare da questa esperienza e' che c'e' ancora molto da esplorare negli oceani, e Sylvia ha detto che stiamo distruggendo gli oceani prima ancora di sapere che cosa contengano, e ha ragione. Quindi se mai avrete la possibilita' di immergervi con un sommergibile dite si', mille volte, si' e per favore spegnete le luci. Vi assicuro, sara' incredibile.
Thank you.
Grazie.
(Applause)
(Applausi)