水下超声给珊瑚做“产检”,或成珊瑚礁繁殖新帮手
佳能医疗将医院级超声设备搬到水下,首次在不损伤活体珊瑚的情况下观察到卵细胞发育,为珊瑚有性繁殖与礁体修复提供了新思路。
超声扫描仪平日里最常见的用途,是让准父母第一次看到宝宝模糊的轮廓。如今佳能把其中一台机器对准了珊瑚,想看看它体内是否已经孕育卵细胞,并希望借此缓解珊瑚繁殖方面的难题。
珊瑚礁只占海洋面积的约1%,却养育着至少四分之一的海洋生物。但热浪导致的白化速度,往往快过许多珊瑚的恢复能力。即便挺过白化的珊瑚,也可能在生殖上付出代价。澳大利亚海洋科学研究所的研究发现,一种常见的分枝珊瑚在2020年严重白化之后,群体产卵量减少了21%,而当时研究人员必须解剖样本才能数清卵的数量。
在一项被佳能称为“全球首创”的实验中,Coral Spawning International(CSI)的科学家用医疗扫描仪在水下观察活体珊瑚内部正在发育的卵,全程没有切开珊瑚。
这项实验属于佳能 EMEA“World Unseen”计划的一部分,使用的是为医院设计的 Aplio i700 超声平台。其高频和超高频探头涂上凝胶、套上保护套后,在浅水槽中完全浸没,扫描了来自澳大利亚、加勒比和印度尼西亚的六种大型水螅体硬珊瑚(LPS)。
研究人员表示,即便对超声技师来说,这也是全新的领域。佳能医疗系统英国公司的临床产品专家 Sally Davey 说:“我从没隔着海水扫描过,更没扫描过珊瑚。”
珊瑚卵非常小。CSI 联合创始人 Jamie Craggs 说,它们“可能只有300微米”。在此之前,要判断珊瑚是否携带卵细胞,往往只能伤害它。Craggs 解释说:“传统上,对分枝珊瑚,我们需要掰下一根枝条来判断生殖状态;对 LPS 珊瑚,我们则要切开一定数量的样本检查配子。”
团队把一种名为 Trachyphyllia geoffroyi 的珊瑚打碎,将屏幕上的影像与组织微距照片进行比对。Craggs 说:“我现在可以确定地验证,能在超声扫描中观察到卵母细胞(卵)的发育。清楚得就像白天一样。”
知道珊瑚何时即将产卵,是修复工作的关键。常见做法“珊瑚园艺”是把同一群体的碎片培育成新礁,结果新礁往往是克隆体。有性繁殖能增加遗传多样性,但前提是准确把握每个群体的产卵时刻——在野外,这种机会一年可能只有一次。这也正是那些培育珊瑚幼体的团队所依赖的工作。
Craggs 说:“珊瑚仍藏着太多秘密,尤其是驱动它们繁殖的复杂过程。随着我们在产卵期间持续监测,希望能越来越细致地描绘出不同珊瑚物种的繁殖方式。”
不过现在还为时尚早。目前只有 T. geoffroyi 这一种珊瑚经过传统“切开观察”方法的对照验证,结果也尚未发表在同行评审论文中。扫描是否真能预测产卵,将在未来六个月见分晓。团队会每天把珊瑚单独隔离,记录它们释放配子的时间,再回溯到对应的扫描日期。
如果验证成功,这台扫描仪可能不会在水族缸里待太久。Davey 表示,这项实验“为微创手术、皮肤病变诊断等领域打开了机会”。
来源:Canon
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