随着海洋温度持续上升，近几十年来生态系统破坏加速，珊瑚礁面临着越来越大的威胁。保护和恢复生物多样性珊瑚样本的能力已成为世界海洋健康和未来的首要任务。

一个跨学科的研究小组证明，可以通过一种称为等容玻璃化的新技术来保存活珊瑚。这个过程将选定的珊瑚碎片经历冷冻保存阶段，然后复活。至关重要的是，这个过程可以使珊瑚迅速冷却到-196摄氏度(接近-321华氏度)的温度，而不会形成对珊瑚和大多数生物物质致命的冰。

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“这项工作是一项跨学科合作，将珊瑚保护专家与低温热力学专家联合起来，”该项目的主要作者马修·鲍威尔-帕尔姆博士说。“正是这种基本热力学进步与珊瑚生物学和畜牧业基本进步的合作结合，使我们在整个珊瑚冷冻保存方面取得了突破性成功。”

研究小组的研究结果发表在《自然通讯》上。除了Powell-Palm之外，合作者还包括史密森国家动物园和保护生物学研究所(NZCBI)的MaryHgedorn博士和E.MichaelHenley博士，以及加州大学伯克利分校的BorisRubinsky博士。

Powell-Palm是德克萨斯A&M大学J.MikeWalker"66机械工程系的助理教授，Rubinsky领导了等容玻璃化技术的开发工作。哈格多恩和亨利将这项技术带入现实世界，在夏威夷海洋生物学研究所应用它来保存珊瑚碎片。

珊瑚礁是地球上最多样化的生态系统之一，对于确保粮食安全、保护海岸线以及作为近四分之一海洋生物的家园至关重要。以前的冷冻保存方法涉及在珊瑚繁殖时收集珊瑚繁殖物质，这仅限于一年中的几天，而且通常是在难以到达的地点。开发一种不受珊瑚繁殖时间表限制的技术使得全年随时提取和保存珊瑚成为可能。

为了保存珊瑚碎片而不形成冰，研究人员首先对样本进行漂白——在这个过程中，共生的光合藻类被从珊瑚中去除。在自然界中，白化通常与珊瑚的过度应激有关，并导致生物体饥饿。然而，人们发现，通过应用等容玻璃化而不进行漂白，藻类会产生冰袋。

一旦移除，研究人员可以将漂白的珊瑚碎片放入化学溶液中并将其储存在专用的铝容器中，然后使用液氮快速冷却，从而将其保持在玻璃状态。然后，在20分钟内逐渐重新引入过滤后的海水，使珊瑚变暖并恢复活力。

鲍威尔-帕尔姆表示，虽然这项技术在科学上很复杂，但其最大的优势之一是应用它所需的技术简单。

“与其他经常需要激光、电磁工具或其他高科技实验室设备的新兴玻璃化技术相比，我们的等容玻璃化方法非常适用于现场，”鲍威尔-帕尔姆说。

“它不需要移动部件或电子设备，并且该协议可以由没有热力学背景的现场技术人员来实施。这对于任何保护技术的实用性都是至关重要的，因为当在真正的海洋现场站中部署时，高科技许多实验室都无法使用通用的实验室基础设施。从纯粹的技术角度来看，该技术简单、坚固且适合现场使用。”

展望未来，研究人员正在努力减少整个过程中对珊瑚造成的压力。虽然研究人员成功保存并复活了一种珊瑚，但观察到的珊瑚寿命在解冻后最多只有24小时。通过减少对珊瑚的整体压力，研究人员希望实现玻璃化过程对象的长期生存，并将该技术快速部署到现实世界的保护工作中。

鲍威尔-帕尔姆说：“每个人都受益于世界海洋的健康，无论是吃鱼，生活在受益于珊瑚礁驱动的旅游业的沿海社区，还是只是享受在海滩上散步。”“珊瑚礁对于我们海洋的基线健康至关重要，对濒临灭绝的珊瑚物种进行低温保护可以帮助确保这些宝贵而奇妙的生物体不会灭绝。”