Geobiologen Victoria Orphan står i aktern på forskningsfartyget Western Flyer, se hennes kollegor lägga sista handen på en ovanlig spridning. Bland erbjudandena:ett stort kalkonben, ett alligatorhuvud och skålar med gelatinaktig agar som liknar consomme.

Denna måltid är inte för fartygets besättning, fastän. Det är bete.

Förrätterna är förankrade i ett plastgaller och skjuts överbord så att de sjunker ner i den djupaste undervattenskanjonen längs Nordamerikas västkust.

Forskarna kontrollerar den bifogade kameran, som kommer att spionera på de varelser som dyker upp till fest - fisk, maskar, krabbor och mikrober också.

De mikrobiella medborgarna i Monterey Canyon skiljer sig mycket från många av deras ytboende bröder. De gör mat av stenar och döda skräp och skördar energi från metan som sipprar från havsbotten. För att överleva i detta mörker, högt tryck, syrefattigt, miljö med låg näringsinnehåll, de bildar alla slags samarbetsrelationer.

Orphan justerar en agarskåls position och går sedan in igen för att kontrollera de rörformade provtagarna hon kommer att använda för att samla mikrobfylld sediment.

"De är inte riktigt lika spännande som alligatorhuvuden, " hon säger.

Föräldralös är blygsam. Hennes studie av dessa "extremofiler" kan ge insikter om livets utveckling på jorden - och vägleda sökandet efter liv på andra planeter. Hennes arbete gav henne ett MacArthur -stipendium, även känd som ett "geni" -bidrag.

Mycket av hennes forskning sker på Caltech, där hon driver ett labb med dussintals doktorander och postdoktorer. Men sådana här expeditioner, mil utanför Kaliforniens kust i Monterey Bay, är en avgörande del av hennes arbete.

Orphan leder denna resa tillsammans med Shana Goffredi, en biolog vid Occidental College som också är hennes livspartner. Där Orphan studerar mikrobiella allianser, Goffredi utforskar sambandet mellan mikrober och större djur som musslor eller sniglar.

Alligatorhuvuden och kalkonben är små yngel för denna besättning. För ungefär ett decennium sedan, Goffredi och andra forskare vid Monterey Bay Aquarium Research Institute drog slaktkroppar av döda valar ut till kanjonen och släppte dem på olika djup. Resultatet var ett enormt experiment som belyste den komplexa befolkningsdynamiken i dessa djuphavssamhällen.

Precis som vildblommor blommar i den karga öknen efter en storm, långa vilande mikrober blommar på ett "valfall" när de äter på slaktkroppen tillsammans med krabbor, musslor och fisk. Mikroberna producerar kemikalier som andra mikrober kan använda. Resultatet är ett samhälle vars demografi förändras dramatiskt över tiden beroende på havets djup och tryck.

Orphan och Goffredi besöker dessa valfall två eller tre gånger per år, provtagning av vattnet, vilda djur och sediment för att upptäcka om något har förändrats.

"Nästan varje gång, vi hittar en ny art, "Sa Goffredi." Och det är bara djuren. "Mikroberna, tillade hon, garanterar att producera något som aldrig har setts förut.

—-

Huvudsyftet med denna två dagars expedition är att styra en undervattensrover in i Monterey Canyon, sätt in provtagare med kemiskt snörda sediment och hämta prover från djupet.

Rovern är en gul låda på storleken som en lastbil med robotarmar och en rad lådor och kapslar för att rymma vad den än hittar. Så långsamt, det sänks genom skeppets hjärta i det rinnande vattnet nedanför.

I ett mörkt rum nära aktern, forskarna fäster ögonen på bildskärmar som matas av roverns många kameror. Under en lång tid, det ser ut som öppningskrediterna i "Star Trek, "med stjärnor som springer förbi i ett bläckblått-svart tomrum.

"Marin snö, "Föräldralös säger, hennes ansikte tändes bara av glödet från skärmarna. "En del av det kan vara riktiga djur. Det finns avföringspellets, eller slem som har tappats bort. Du tänker på havsvatten som denna flytande matris, men det är verkligen detta levande, mycket tät gel. "

När rovern är mer än en halv mil under ytan, den sandiga havsbotten syns. Piloter och forskare lutar sig framåt, letar efter några tecken på Francisco, valen som de hade sjunkit runt just denna plats. Plötsligt, tystnaden bryts.

"Lammstativet!" Goffredi skriker, pekar på skärmen.

En av roverpiloterna använder en robotarm för att ta tag i en cylindrisk kärnprovtagare. Han skjuter den djupt in i en plats som Orphan väljer, fyller det med sediment. Sedan använder han en andra robotarm för att injicera vätska i behållaren.

Denna vätska rymmer tungt vatten, vars väteatomer har en neutron tillsammans med en proton, samt två molekyler som fungerar som byggstenar för proteiner och vars kväveatomer har en extra neutron. Mikroberna kommer att konsumera dessa extra tunga stabila isotoper och passera dem genom livsmedelsbanan från en art till nästa.

Om några månader, fartyget kommer tillbaka och drar cylindrarna ur marken. Sedan kommer forskarna att analysera sedimentet för att spåra isotopernas framsteg genom det mikrobiella systemet. Resultaten kommer att avslöja hur mikroberna äter, växa och dela resurser med varandra.

Efter att ha samlat cylindrar som de hade planterat på sin senaste resa, rovern fördubblas tillbaka till ett metansipp så att laget kan plantera fler provtagare. Piloterna ställde upp snabbt, att veta att de inte har mycket tid.

Roboten är mitt i en kläm när ordet kommer ner:Havet har blivit för hackigt, och de måste dra ut.

Föräldralös suckar. "Så nära, " hon säger.

—-

Laget startar nästa dags dyk tidigt, i hopp om att kompensera för förlorad tid.

Så snart suben dras ur vattnet, fylld med exemplar, forskarna rusar proverna in i det våta labbet.

Goffredis team börjar nyfiken på öppna musslor, lagra blod i små flaskor för analys och bevara vävnaden i etanol.

På andra sidan disken, Orphan och fyra av hennes forskare skar noggrant sedimentcylindrarna, placera varje skiva på en tallrik märkt efter djup:0-1 centimeter, 1-2 cm, 2-3 cm, och så vidare. De planterar fötterna vida mot skeppets gungande.

Föräldralös nosar på den öppna toppen innan hon skär, jagar efter den ruttna äggdoftet av vätesulfid.

Några av dessa skivor laddas i små plastpåsar och fryses; andra stoppas i en maskin som använder argon för att pressa ut vatten ur proverna. Några milliliter går in i små rör för RNA- eller DNA -analys.

Vattnet separeras från de fasta ämnena - olika mikrober kan leva i de två olika medierna - och en del av det utsätts för en kemikalie som blir lila och avslöjar hur mycket järn det innehåller. Sujung Lim, en av Orphans doktorander, fyller små flaskor som hon ska använda för att testa om mikrober äter kitin, det tuffa, rikligt med protein i exoskeletonerna hos krabbor och många andra havsdjur.

När Orphan får tillbaka sina mikrober till Caltech, hon hoppas kunna inrätta ett litet djuphavsekosystem i sitt labb. Sedan kunde hon se hur de interagerar med varandra i olika situationer.

Geobiologens entusiasm för sina marina mikrober känner inga gränser. Hon har samlat många prover den här gången, och hennes team rusar för att bearbeta dem.

"Mina ögon är större än min minus-80 frys, säger hon med en suck.

"Vi kallar det Victoria 30 procent faktor, "Lim deadpans.

Valbenen, dock, hittar inget permanent hem på labbet. De hör hemma i havet, säger forskarna - och på en framtida resa till kanjonen, de kommer att återföras till sin sista viloplats.

© 2018 Los Angeles Times
Distribueras av Tribune Content Agency, LLC.