Коралловые рифы - один из самых уникальных биомов этой планеты. Хотя их площадь мизерна по сравнению с масштабами мирового океана, именно в коралловых рифах обитает 25% известных видов морских организмов. К сожалению, эта экосистема умирает.
Дело в том, что кораллы существуют не сами по себе, а в симбиозе с зооксантеллами - водорослями, которые придают им яркую окраску. Эти водоросли в процессе жизнедеятельности производят сахара, которыми и питаются коралловые полипы. Из-за повышения среднегодовых температур эти же водоросли начинают выделять токсичные элементы. В ответ коралл “выселяет” их, при этом теряя цвет и лишаясь источника пищи:
Обесцвеченные кораллы медленно умирают, а вместе с ними вымирает и сложная уникальная экосистема рифов. Но современные технологии 3D-печати позволяют сохранить ей жизнь.
Решение разработано командой Кембриджского и Калифорнийского университетов. При помощи 3D-печати ученые создали синтетические кораллы, которые еще более удобны для водорослей-зооксантелл, чем их естественный эквивалент. Размещение таких синтетических кораллов на обесцвеченных участках рифа может решить проблему обесцвечивания кораллов и обеспечить экосистеме источник пищи.
Для создания биосовместимого синтетического коралла ученые использовали технику быстрой полимеризации фотополимерных моделей. Такой метод позволяет создавать трехмерные объекты с разрешением в микрометровом масштабе за считанные минуты.
Каждый фрагмент печатного коралла содержит “скелет”, поддерживающий “кораллоподобную ткань”. Скелет изготовлен из биосовместимого полимерного геля, известного как полиэтиленгликоль диакрилат (PEGDA). К гелю добавлены нанокристаллы целлюлозы. “Кораллоподобная ткань” состоит из другого полимерного гидрогеля на основе желатина под названием GelMA, который соединен с клетками живых водорослей и дополнительными нанокристаллами целлюлозы.
Живые водоросли внутри искусственного коралла
Благодаря этим кристаллам и пористой микроструктуре, синтетические кораллы поглощают солнечный свет лучше, чем настоящие. Обилие солнечного света стимулирует фотосинтез водорослей и позволяет им расти намного активнее. Когда в ходе тестов в синтетический коралл подсадили водоросли вида Marinichlorella kaistiae, они начали размножаться в сто раз быстрее, чем в естественных условиях.
В настоящее время ученые работают над тем, чтобы масштабировать технологию и сделать ее удобной для применения в полевых условиях. Размещение синтетических кораллов поможет ученым смягчить удар, который наносит глобальной экосистеме рифов процесс обесцвечивания. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
Напомним, ученые не впервые применяют технологические решения для спасения рифов. В прошлом году мы рассказывали о проекте, предполагающем “засеивание” мертвых участков рифа новыми кораллами при помощи подводных роботов.
Если хотите получать новости через мессенджер, подписывайтесь на новый Telegram-канал iGate
