最新研究顯示珊瑚礁魚不介意3D打印珊瑚

諸如颶風(fēng)之類的自然災(zāi)害常常使人喪生。生活在受影響地區(qū)的居民有時會流離失所或需要臨時住所，而房屋或什至鄰里則需要維修或重建。

但是，如果您是魚，而您的家是珊瑚礁，該怎么辦?

全球研究人員正在尋找?guī)椭鸀l臨滅絕的珊瑚礁的方法，其中生活在其中的動物可以抵御或恢復(fù)天氣事件，包括漂白和暴風(fēng)雨，而這些事件可能隨著水溫升高而發(fā)生。

一種想法是使用3D打印的珊瑚模型來替換或補充已受影響的珊瑚礁系統(tǒng)。

特拉華大學(xué)的Danielle Dixson和UD校友Emily Ruhl進(jìn)行的新研究表明，用3D打印的物體不會影響與珊瑚相關(guān)的雀鯛的行為或沉降石質(zhì)珊瑚的生存。

此外，研究表明，魚類對3D打印人造珊瑚的材料沒有偏愛，這為使用環(huán)保材料(例如可生物降解的玉米淀粉而不是塑料)打開了大門。

隨著人們越來越關(guān)注海洋環(huán)境中的塑料污染，及時的證據(jù)可以支持對海洋中的有害物質(zhì)做出具有環(huán)境意識的決定。

研究人員在同行評審的開源期刊PLOS One中報告了他們的研究結(jié)果。

測試3D打印材料

像其他研究這個問題的人一樣，迪克森和魯爾也在尋找方法，以在緊急情況下將適當(dāng)?shù)膭游锉４嬖诮甘弦匝a充燃料。一個重要的考慮因素是知道使用的任何3D打印材料都不會損害珊瑚或?qū)︳~類行為產(chǎn)生負(fù)面影響。

UD大學(xué)副教授Dixson表示：“如果礁石上的魚不使用3D打印的珊瑚模型作為野外棲息地，則可能使它們更有可能被其他更大的物種捕食。”地球，海洋與環(huán)境學(xué)院海洋科學(xué)與政策學(xué)院。“如果珊瑚蟲的幼蟲不能依靠3D打印的材料，它們將無助于重建珊瑚礁。”

在實驗室實驗中，研究人員研究了在有珊瑚骨架和四種用不同細(xì)絲制成的3D打印珊瑚模型的情況下，雀鯛和芥末山珊瑚幼蟲的行為。藍(lán)綠色的雀鯛(Chromis viridis)是在印度洋和太平洋發(fā)現(xiàn)的與珊瑚有關(guān)的常見魚類，而芥末山珊瑚(Porites astreoides)是在加勒比海發(fā)現(xiàn)的石質(zhì)珊瑚。

通過使用從各個角度拍攝的50張iPhone珊瑚圖像和3D打印機(jī)復(fù)制珊瑚骨骼來制作3D珊瑚模型。研究人員用3D打印從廉價的，可廣泛使用的細(xì)絲中制作出四種不同的人造珊瑚模型，包括聚酯和兩種可生物降解的材料，一種由玉米淀粉制成，另一種由玉米淀粉與不銹鋼粉結(jié)合制成。

研究人員在一個自助餐廳式的選擇實驗中，將該死魚放入裝有珊瑚骨架和四種人工棲息地選擇的魚缸中，并研究了魚是否偏愛一種棲息地。

行為分析表明，該雀鯛在天然珊瑚骨架和3D打印珊瑚材料之間沒有表現(xiàn)出偏愛。魚類的活動水平(例如活動頻率和魚在水箱中的移動距離)也保持不變，無論它們提供了什么珊瑚棲息地。

在斐濟(jì)的UD田間實驗中，一個騙子的雀鯛與3D打印的珊瑚相互作用。圖片來源：特拉華大學(xué)

魯爾說，令她驚訝的是，即使存在天然珊瑚骨架，這些魚在人工珊瑚附近的行為也一樣。

魯爾說：“與3D打印物體相比，我認(rèn)為天然骨架會引起更多順服(即接受)行為。”魯爾說。他于2018年在UD取得海洋生物科學(xué)碩士學(xué)位。礁魚不在乎棲息地是人工的還是碳酸鈣的，他們只是想要得到保護(hù)。”

研究人員的實驗室實驗還顯示，與根本沒有沉降表面相比，芥菜山珊瑚幼蟲在3-D打印表面上的沉降速率要高得多，如果珊瑚礁在暴風(fēng)雨中被夷為平地，這可能會發(fā)生。

這是一個令人鼓舞的消息，因為與珊瑚礁相關(guān)的魚類和珊瑚都是易受傷害的動物，這使它們成為了解其他珊瑚礁生物如何對公海中的3D打印材料做出反應(yīng)的很好的代理。

隨著珊瑚礁的退化，它們通常會失去結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，這是與珊瑚礁相關(guān)的魚類的一個問題，這些魚類在一生中離家的距離都不會超過15英尺。沒有適當(dāng)?shù)臈⒌兀c珊瑚礁相關(guān)的幼魚就不會長成更大的魚，沒有更大的魚以競爭性藻類為食，藻類會使活珊瑚過度生長，造成破壞，并使整個生態(tài)系統(tǒng)處于危險之中。

在正在進(jìn)行的工作中，研究人員正在分析來自斐濟(jì)的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，他們在確定使用安全性后，部署了3D打印的珊瑚和由可生物降解的玉米淀粉細(xì)絲制成的瓷磚。他們正在分析沉積在人造瓷磚上的東西，并著眼于支持保護(hù)工作的方法。

迪克森說：“提供3D打印的棲息地是一種為珊瑚礁生物提供結(jié)構(gòu)化入門套件的方法，當(dāng)魚類和珊瑚在人造珊瑚周圍建立家園時，該套件可以成為景觀的一部分。” “而且由于我們選擇的材料是可生物降解的，因此隨著時間的增長，人造珊瑚會自然降解。”

此外，用3D打印的珊瑚模型可以作為與魚類有關(guān)的實驗室研究的對照，從而使研究人員能夠為每種魚類提供相同的棲息地，這是目前使用珊瑚骨架無法實現(xiàn)的。

魯爾曾與Dixson一起以UD研究生的身份進(jìn)行了最初的研究，現(xiàn)在是密西西比州美國陸軍工程兵工程師研發(fā)中心的研究生物學(xué)家。目前，魯爾研究淡水魚的魚的行為和認(rèn)知想方設(shè)法減輕入侵物種，如亞洲鯉魚。她在CEOE校友Kaytee Pokrzywinski的幫助下sn之以鼻，說明了Blue Hen校友網(wǎng)絡(luò)的力量。將來，魯爾(Ruhl)希望成為國家海洋和大氣管理局(NOAA)軍官。