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水下猎杀机器人出动,助大堡礁对抗棘冠海星威胁

2024-11-02 207

澳洲的珍宝大堡礁正面临全球暖化造成的威胁,雪上加霜的是珊瑚的天敌棘冠海星也来搅局,自 2011 年以来数量大增,数量即将大爆发,为了保护岌岌可危的珊瑚,昆士兰科技大学研发新科技,计划以水下机器人自动猎杀棘冠海星。

棘冠海星虽然吃珊瑚,但在正常的生态系统中不一定会对珊瑚礁造成严重危机,因为吃掉了成长较快的珊瑚种类,可空出空间来让成长较慢的种类生长,不过在大堡礁,过去 50 年来已经发生 3 次棘冠海星大发生,分别是 1962 到 1976 年、1978 到 1990 年,以及 1993 到 2005 年,当大发生时棘冠海星数量过多,对珊瑚造成严重破坏,澳洲海洋科学院(Australian Institute of Marine Science)认为,要是没有这几次大发生,过去 30 年来珊瑚覆盖面积本来可望成长,但在大发生摧残后,实际上珊瑚覆盖面积减少了 50%。

棘冠海星大发生的原因目前还不明朗,有可能是与其天敌大法螺遭到滥捕,以及大法螺的栖息地破坏有关,要复育大法螺得花上许多时间,不过 2011 年以来棘冠海星数量快速增加,科学家认为是下一次大发生的前兆,恐怕等不及慢慢复育大法螺了。

不过,过去棘冠海星大发生往往也会以突然间大量死亡而结束,原因也一样不明。1980 年代,斐济科学家怀疑大发生突然结束的原因是传染性疾病,因为收集濒死海星组织,拿去接触健康海星,可能引发海星生病死亡,不过当时尚未分离出病原,到 1988 年,科学家分离出几种可能的病原,认为几种弧菌可能是病因。

▲ 水下机器人 COTSbot 可用来对付棘冠海星。

在实验室中,往往以硫代硫酸盐─柠檬酸─牛胆汁─果糖(TCBS)胶冻做为弧菌的培养基,胆汁可提供弧菌所喜爱的碱性环境,而胆汁、硫代硫酸盐与柠檬酸都可压制其他细菌的生长,果糖则提供细菌的能量来源,于是 2011 年,科学家进行一个看似无厘头的实验,把 TCBS 胶冻注射到棘冠海星体内,看会发生什么事,结果发现,注入 TCBS 胶冻之后,引起棘冠海星肠内菌生态失衡,弧菌大量孳生,当弧菌密度达到一定程度以上时,其行为会大幅改变,使得棘冠海星生重病,包括表皮起泡破裂、棘冠脱落,甚至内脏外露等,最后死亡,而有大量弧菌的死亡海星组织,一旦接触到健康海星,也会把弧菌传染给健康海星,而让受感染的海星在 1 天内死亡。

过去要杀死棘冠海星是个大难题,因为海星再生能力很强,要是把它砍成两半,结果会长出两只海星,台湾曾想到把海星拿来喂食人工饲养的复育大法螺,但一只只抓也太费工夫,如今发现这个关键现象,注入 TCBS 胶冻就能让海星因原本的肠内菌失衡而死,还能感染其他海星,也就有了大规模对付海星的办法。

昆士兰科技大学开发专门对付棘冠海星的水下机器人 COTSbot(Crown-of-Thorns Starfish robot,棘冠海星猎杀机器),机器人外观像一个小型鱼雷,配备影像系统,可以拍摄海床,辨认出棘冠海星,目前辨识率已经达到 99%;而若是机器人不确定所看到的是否为棘冠海星,可拍照传至控制中心,由专家来判断。判断后这笔资料会存入数据库,增加日后的判断准确率,机器人搭配注射 TCBS 胶冻的注射针,携带量可注射 200 次,一次下水可巡航 8 小时,一旦找到棘冠海星,注入致命胶冻,接着就等弧菌自然消灭它。

研发团队认为,水下机器人可以日夜不停的搜索消灭棘冠海星,不管天候或海象,只要有 10 架或 100 架,就能对防治棘冠海星发挥显著效果,不过,在此之前还是得先进行测试,9 月起水下机器人将先由人类科学家陪同,观察实际运作成果如何,测试期间注射致命胶冻之前得由人类核可,若一切顺利,预期 12 月开始自动作业,届时许多棘冠海星恐怕就难逃一死了。

(Source:YouTube)

  • Seek-and-destroy robot to stop starfish killing the Great Barrier Reef
2019-03-23 21:31:00

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