科學家發現大自然對抗珊瑚白化的秘密武器
意大利技術研究所(IIT)和米蘭比可卡大學(University of Milan-Bicocca)的研究人員證明了一種天然物質在保護珊瑚免受氣候變化損害方面的功效。最近發表在《ACS 應用材料與界面》(ACS Applied Materials and Interfaces)雜誌上的一項研究表明,薑黃素(一種從薑黃中提取的天然抗氧化物質)在減少珊瑚白化現象(主要由氣候變化引起)方面具有功效。
由意大利技術研究所(IIT)和米蘭比可卡大學(Università degli Studi di Milano-Bicocca)的科學家組成的研究小組與意大利熱那亞水族館(Acquario di Genova)合作,開發了一種可生物降解的生物材料,用於輸送這種分子,而不會對周圍的海洋環境造成破壞。熱那亞水族館進行的測試表明,這種材料在防止珊瑚白化方面具有顯著效果。
在極端情況下,珊瑚白化會導致珊瑚生物死亡,給珊瑚礁帶來毀滅性後果。這些珊瑚礁對全球經濟、保護海岸線免受自然災害以及保護海洋生物多樣性至關重要。大多數珊瑚與微藻共生,微藻對珊瑚的生存和鮮豔的顏色至關重要。然而,氣候變化造成的海水和海洋溫度上升會破壞這種共生關係,導致珊瑚白化。在這種情況下,珊瑚會因失去藻類而變白,並面臨飢餓的危險。
近年來,由於氣候變化,這種情況已經影響到世界上大多數主要的珊瑚大堡礁,包括澳大利亞的大堡礁。遺憾的是,目前還沒有有效的方法來應對和預防珊瑚白化,以免嚴重危害這些棲息地及其相關的生物多樣性。
印度理工學院和米蘭比可卡大學的研究人員與熱那亞水族館合作,展示了薑黃素在防止氣候變化引起的珊瑚白化方面的功效。這種天然分子是通過一種基於玉米蛋白(一種從玉米中提取的蛋白質)的生物材料的可控過程輸送到珊瑚體內的。該系統由研究人員自行開發,以確保環境安全。
在熱那亞水族館進行的測試中,模擬了熱帶海洋過熱的條件,將水溫升高到33°C(91°F)。在這種情況下,所有未經處理的珊瑚都出現了白化現象,而薑黃素處理過的珊瑚則沒有任何白化跡象。這一結果表明,該技術能有效降低珊瑚對熱應力的脆弱性。這項研究使用的珊瑚物種是Stylophora pistillata,這是一種常見於熱帶印度洋的珊瑚,已被列入世界自然保護聯盟(IUCN)瀕危物种红色名錄。
這項研究的第一作者、意大利技術研究所智能材料小組研究員、米蘭比可卡大學環境與地球科學系研究員馬爾科-孔塔迪(Marco Contardi)說:”這項技術已經申請了專利,事實上,這項研究的下一步工作將重點關注其在自然界中的大規模應用。與此同時,我們還將研究使用其他天然抗氧化物質來阻止白化過程,從而防止珊瑚礁遭到破壞”。
米蘭比可卡大學海洋研究與高等教育中心(MaRHE)副主任、DISAT 研究員西蒙-蒙塔諾(Simone Montano)說:”使用可生物降解和生物兼容的新材料,能夠釋放出減少珊瑚白化的天然物質,這是一種全新的做法。我堅信,這種創新方法將是海洋生態系統恢復戰略發展過程中的一個重大突破。”