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科學家透過「等體玻璃化」技術 漂白並冷凍珊瑚 以助保育

當我們想到珊瑚,可能會聯想到多彩的海底世界和游曳的熱帶魚。但是,由於氣候變遷,這片海底樂園正面臨毀滅的危機。不過,一群科學家可能已經找到了救星:一個神奇的冷凍方法。

根據《自然通訊》最新的一項研究,德克薩斯A&M 大學的研究團隊推出了一種名為「等體玻璃化(isochoric vitrification)」的創新技術。這不是什麼外星科技,而是利用策略性的漂白(不,不是你衣服上的那種漂白)加上液態氮,迅速將珊瑚碎片的溫度降低到-196攝氏度,但儘管溫度很低,珊瑚被冷卻而不立即受傷。

先行移除共生藻 並用光線漂白

選取健康的珊瑚,將珊瑚切成約1 cm²的微碎片;固定於板上,待10-21天。(圖/Nature Communications
透過薄荷醇和持續光線曝露3-5天直到漂白 。(圖/Nature Communications
等體玻璃化技術:會經過液態氮處理。(圖/Nature Communications
20分鐘內逐步將微碎片回復至海水,並通過氧消耗速度評估活力。(圖/Nature Communications

漂白珊瑚?是的,你沒聽錯。珊瑚在被冷凍之前會在實驗室內被刻意地用薄荷醇和光線漂白。因為珊瑚內的共生藻類在冷凍過程中會形成危險的冰袋,為了避免冰袋形成,科學家在進行等體玻璃化之前先移除了珊瑚的共生藻類。這使得珊瑚碎片能夠在液態氮中被保存在一個「玻璃狀態」。之後,只需溫和加熱並加入海水,珊瑚就能夠恢復。

這聽起來似乎很複雜,但其實與傳統的冷凍保存方法相比,它更為簡單。而且最棒的是,這項技術不受珊瑚繁殖季節的限制,這意味著科學家可以在任何時候進行保存工作。

該項目的主要作者&機械工程教授馬修(Matthew Powell-Palm),這個項目的領頭羊,興奮地分享:「從純技術的角度看,這是基本熱力學進步和珊瑚生物學合作結合,使我們在整體珊瑚冷凍保存方面取得了突破性的成功。」他認為,這種方法不僅能夠幫助珊瑚免於氣候變遷的威脅,更是對於整個海洋生態系統的救命稻草。

「與其他玻璃化技術相比,我們的等體玻璃化方法不需要電子設備,可以由沒有熱力學背景的現場技術人員實施,」馬修繼續說道。 「這對於任何保護技術的實用性都是至關重要的,因為當這在真正的海洋現場站點部署時,許多實驗室常見的高科技實驗室基礎設施將不可用。」

目前,這種技術還在初步階段。珊瑚解凍後的存活時間還很短,但研究團隊充滿信心地表示,他們正在不斷優化這一過程。

珊瑚,這片海底的珍寶,面臨前所未有的挑戰。但有了科學家的努力和這項神奇的技術,我們或許還有機會保護這片美麗的海洋王國。此篇研究刊登在最新一期的《自然通訊》。

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參考論文:

1.Cryopreservation and revival of Hawaiian stony corals using isochoric vitrification.Nature Communications

延伸閱讀:

1.海水溫度如泡澡 珊瑚礁活活被餓死