这里是科学美国人——60秒科学系列,我是安妮·斯尼德
珊瑚礁是世界上生产力最强的生态系统之一 。但珊瑚礁也处于严重危险之中——气候变化和其他威胁可能会使其灭绝 。但是研究人员想出了他们认为可以帮助珊瑚礁的发明:3D打印珊瑚 。
珊瑚礁生态系统的核心是珊瑚虫和藻类的共生关系 。
“珊瑚虫利用光进行光合作用,因此微型藻类会进入它们的组织内 。这些藻类用光产生能量,之后能量被转移到珊瑚虫宿主身上 。珊瑚虫宿主又反过来将某些副产品转移给藻类,这样它们就形成了共生关系 。”
剑桥大学的珊瑚礁科学家丹尼尔·旺普拉修特说到 。
藻类和珊瑚虫之间的这种紧密联系,就是珊瑚礁生产力如此惊人的原因所在 。由于这种共生关系,珊瑚进化出复杂的骨架和组织结构来收集阳光 。
“通常情况下,这种光会迅速衰减 。但通过珊瑚骨架后,光会被抽送并引导到更深的阴暗区域 。珊瑚用了很多技巧 。我们的研究工作借用了其中一些 。”
旺普拉修特为同事为珊瑚成像,分析它们的骨架和组织结构 。他们随后用3D生物打印机打造了一个复杂结构,模仿真实的珊瑚 。打印珊瑚由纤维素等生物材料制成,有藻类植入其中 。由于研究人员能够很好地复制珊瑚结构,使得藻类疯狂生长,其生长密度大大超过了实验室正常情况的100倍 。
旺普拉修特表示,他们的3D打印产物可用作媒介,来种植产生生物能源的藻类,也可以作为研究珊瑚-藻类共生关系的工具 。
“当然,与此同时,有许多其他方法可以进一步测量和改进这项技术,以便在未来创造出类似人工珊瑚的东西 。因此这只是我们创造动物宿主的第一步,但我们会继续进一步复制这种动物-藻类共生关系 。我们计划开发模型系统 。当然,最终,这项技术能够直接应用于珊瑚礁的修复就更好了 。”
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