2023 Szerző: Sophia Otis | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-05-21 01:49
A továbbfejlesztett eszközök és az egyre kifinomultabb megközelítések segítenek az Oak Ridge National Laboratory kutatóinak abban, hogy jobban megértsék, hogyan reagálnak az organizmusok a környezetükre, és hogyan lépnek kapcsolatba vele.
Az ökoszisztéma-válasz észlelésére és szimulálására irányuló kezdeményezés révén a tudósok kihasználják a genomika, az érzékelőtechnológia, az alkalmazott matematika, az analitikai technológiák, a számítástechnikai tudományok és a társadalomtudományok fejlődését. Ez az integrált megközelítés lehetővé teszi az ORNL tudósai számára, hogy olyan összetett ökológiai kérdéseket kezeljenek, amelyeket korábban megválaszolhatatlannak hittek.
"Ezek az előrelépések példátlanul új forrásokat biztosítanak azoknak a mechanizmusoknak az egyre részletesebb feltárásához, amelyek lehetővé teszik az organizmusok fejlődését, túlélését, normális funkcióinak ellátását és szaporodását változó környezeti feltételek mellett" - mondta a Környezettudományi Osztály munkatársa, Stan Wullschleger. aki a DSER élén.
A klímaváltozást és az ökoszisztémákat illetően az a probléma, hogy a kutatók a változás bekövetkezte után is csak széles körű mérésekkel tudják kimutatni a változást. Szeretnének pontosan megjósolni, milyen változások fognak bekövetkezni egy olyan időkereten belül, amely lehetővé teszi a politikai és döntéshozók számára, hogy reagáljanak.
"Látnunk kell a változást" - mondta Wullschleger. "Az időjárás-előrejelzéshez hasonlóan nekünk is előre kell jeleznünk a változást más ökoszisztémákban. Utólag 20-20, de az utólagos gondolkodás nem helyettesíti az előrejelzést."
A DSER a tudományos közösség elképzelésére támaszkodik, az ORNL munkatársaival és más intézmények tudósaival, akik együttműködnek az ember-környezet interfész tanulmányozásának előrehaladása érdekében. Gary Jacobs, az ORNL Környezettudományi Osztályának igazgatója úgy véli, hogy a DSER kezdeményezés forradalmasítani fogja az ökológia területét azáltal, hogy genomikus alapú megközelítésekre támaszkodik az ökoszisztémák reakcióinak megértéséhez, amelyek a biológiai szerveződés különböző szintjein skálázhatók.
"A tudományos közösségben heves vita folyik a molekuláris szintről az ökoszisztémára történő skálázási folyamatok hasznosságáról" - mondta Jacobs. "Néhányan azzal érvelnek, hogy az ilyen módon történő méretezés nem a legjobb megközelítés az ökoszisztémák működésének megértéséhez, de ha nem kényszerítjük tudományunkat az ilyen rendszerek új módokon való feltárására, akkor nem fogjuk felfedezni, mit érhetünk el."
A siker kulcsa az ORNL-en belüli és azon kívüli együttműködésekben rejlik.
"A múltban a kutatás részekre tagolódott, és a környezettudósok jellemzően évekig ugyanazokat az eszközöket használták" - mondta Wullschleger. „Most új eszközöket, műszereket és technikákat vizsgálunk, és azt tervezzük, hogy szerepet vállalunk ezeknek az eszközöknek a fejlesztésében."
Hagyományosan az ökológusok olyan eszközökre támaszkodtak, amelyek kereskedelmi forgalomban voltak, így korlátozva a természeti világ felfedezésének lehetőségét. Wullschleger úgy véli, hogy a kutatóknak részt kell venniük a folyamatban, hogy olyan érzékelőket és eszközöket fejlesszenek ki, amelyek segítik őket munkájuk hatékonyabb elvégzésében.
"Az ökológusok például jó információval rendelkeznek arról, hogy a fák hogyan nőnek és hogyan lépnek kölcsönhatásba a környezetükkel, de korlátozottan képesek megérteni, mi történik a föld alatt, mivel nem látnak a talaj felszíne alá" - mondta Wullschleger. "A molekuláris biológia új eszközei pontosabb információkkal szolgálhatnak a gyökerek növekedéséről, tápanyagfelvételükről, valamint a növények és a mikrobapopulációk közötti kapcsolatokról.
"Végső soron az új ökológiai eszközök forradalmasíthatják az ökológusok kutatásait, és a természeti világ működésének jobb megértéséhez vezethetnek."
A másik véglet a kutatók a műholdas képalkotás és a távérzékelés nagyobb mértékű kihasználását tervezik, hogy megválaszolják az ökoszisztémákkal kapcsolatos alapvető kérdéseket.
UT-Battelle kezeli az Energiaügyi Minisztérium ORNL-jét.
