这种人造凝胶让珊瑚“闻到家”的味道——并帮助它们定居

珊瑚礁是自然奇观，它们不仅以其色彩斑斓和多样的生态系统让我们着迷——而且具有巨大的经济价值。水产养殖、旅游和渔业等行业都依赖它们，每年在全球创造高达 3750 亿美元的产值。这意味着整个沿海社区都依赖当地珊瑚礁的健康。

但珊瑚礁正面临困境。气候变化、污染和其他人类活动正导致其迅速衰退，科学家警告说，在未来十年内，高达90% 的珊瑚覆盖面积可能会消失。为此，世界各地的研究人员一直在争相寻找解决方案。一项来自美国、意大利和荷兰科学家合作的新方法，提供了一个令人惊讶的巧妙解决办法：一种能让珊瑚礁闻起来像家一样的纳米凝胶。

他们发表在《Trends in Biotechnology》上的研究，详细介绍了这种仿生凝胶如何模仿珊瑚幼虫用来识别理想栖息地的化学信号。这项突破性研究结合其他方法，有望显著提高珊瑚的定居率。

珊瑚幼虫的“寻家”之旅

珊瑚看起来像水下岩石，但它们是活生生的——而且在选择定居点时出奇地挑剔。珊瑚幼虫在海洋中漂浮，受藻类（如钙化藻）释放的化学信号引导，这些信号提供了周围珊瑚礁健康状况和潜力的线索。如果藻类发出正确的信号，幼虫就会定居并生长。如果信号不正确，它们就会继续漂浮。

不幸的是，环境压力正在改变许多珊瑚礁区域的藻类构成，而一些大型藻类释放的信号实际上会抑制珊瑚定居。因此，即使我们试图通过移植珊瑚碎片或有性繁殖的幼年珊瑚来帮助珊瑚礁重新生长，幼虫也常常拒绝接受它们的新家。这时，这种新型纳米凝胶就派上用场了。

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一种欺骗珊瑚的凝胶

为了让珊瑚礁更具吸引力，研究团队开发了一种名为 SNAP-X 的柔软、可生物降解的材料，旨在重现健康珊瑚礁的化学信号。

根据该研究，SNAP-X 载有超微小的二氧化硅胶囊，每个胶囊的尺寸都小于 70 纳米（作为比较，普通人类头发的宽度约为 80,000-100,000 纳米）。这些胶囊装有钙化藻类天然释放的相同化合物。为了收集这些化合物，科学家们从夏威夷的卡内奥赫湾采集了活体藻类，将其浸泡在海水中，然后将产生的化学“汤”提取成浓缩粉末。

接下来，他们将这种粉末混合到一种特殊的光敏凝胶中。一旦施加到珊瑚礁表面，凝胶就会在光照下变成冻状，将其固定在原位。结果是？一种薄薄的、带有藻类气味的层，旨在在一个月内缓慢释放有吸引力的分子。

在实验室测试中，幼虫定居在 SNAP-X 处理过的表面的可能性高出六倍。在更现实的水流条件下，这一数字跃升至未处理表面的 20 倍——尤其是在使用更高浓度的纳米凝胶时。本质上，该团队创造了一个合成化学“欢迎垫”，欺骗珊瑚宝宝们认为退化的珊瑚礁是一个极好的生长场所。