一种能将珊瑚礁定殖效率提升20倍的墨水

"当人们想到珊瑚礁时，他们常常感叹其美丽，"加州大学圣地亚哥分校的作者Daniel Wangpraseurt说道。"但我们有时忘记了，珊瑚礁是保护海岸线的最佳结构之一。我们希望开发的技术不仅能恢复生态系统，更能重建能缓冲波浪、风暴和洪水对海岸线冲击的自然构筑物。"

过去，研究人员主要通过移植苗圃培育的珊瑚来修复珊瑚礁——自20世纪中叶以来，全球珊瑚礁已缩减一半。但Wangpraseurt指出，这些实验室培育的珊瑚具有基因同质性，意味着它们容易受到相同威胁的侵害。

"如果发生升温事件或疾病爆发，可能导致整个种群灭绝。理想情况下，我们希望珊瑚能自然补充，这样能为种群引入遗传多样性并增强其恢复力，"Wangpraseurt解释道。

生物学家近期发现，某种称为结壳钙质藻（CCA）的岩质粉红藻在吸引珊瑚幼虫并促使其在礁石定居方面发挥关键作用。研究表明CCA向周围水域释放代谢物，珊瑚幼虫会追踪这些化学信号。受此启发，Wangpraseurt团队（包括加州大学圣地亚哥分校的第一作者Samapti Kundu）开发出一种透明墨水材料，其中注入了从CCA提取的代谢物。这种命名为SNAP-X的墨水可在长达一个月的时间内，缓慢向海水释放这些天然化学信号。通过在岩石或其他表面涂覆SNAP-X，研究人员可营造利于珊瑚幼虫定居生长的微生境。

团队使用天然海水和持续水流在户外测试SNAP-X以模拟海洋环境。研究发现，夏威夷主要造礁珊瑚蒙蒂波拉角珊瑚（Montipora capitata）的幼虫在喷洒SNAP-X的基质上定居概率提升20倍，且当代谢物浓度增加时，定居密度会进一步提高。

鉴于某些珊瑚物种每年会在固定时间同步释放卵子和精子进行繁殖，研究人员建议将SNAP-X的部署时间与珊瑚产卵周期同步，以支持珊瑚自然补充。针对不同珊瑚物种，科学家还可调整SNAP-X配方，添加支持珊瑚礁发育的特定代谢物和化学信号。

该团队目前正致力于扩大SNAP-X的生产规模。由于墨水不含生物活性材料，他们希望该技术能早日获批投入实际应用。

"能从材料科学和生物工程等相邻学科汲取灵感真的令人兴奋，"Wangpraseurt表示，"我认为许多用于修复和保护环境的技术已经存在，我们只需跳出固有思维，从其他研究领域寻找解决方案。"