Regeneron ISEF 2025 大奖：ANIM021 - 生物创新海绵可减少螃蟹同类相食

本研究旨在提高蓝梭子蟹幼体在放归自然栖息地前的存活率，从而减少对环境的影响。蓝梭子蟹（Portunus pelagicus）在海洋生态系统中发挥着至关重要的作用，泰国对其进行人工养殖以增加其种群数量。然而，由于庇护所不足、食物匮乏以及不适宜的自然环境条件，导致同类相食，蓝梭子蟹的存活率仍然极低，仅为1%。海水温度上升进一步威胁着幼体的存活。我们研究了攻击性因素，重点关注自然环境条件和庇护所的可用性。研究考察了光的颜色（红、绿、蓝、白）和光强（<1,000、1,000、2,200、3,000 勒克斯），其中1,000 勒克斯红光下的存活率最高，为22%。一种生物创新海绵由研磨贻贝壳与聚乳酸混合而成，其孔隙结构的设计灵感源自黄管海绵、维纳斯花篮海绵和红海龟海绵。优化的生物材料混合物配比被挤压成功能性细丝。最合适的孔隙结构（红海龟海绵）和色素沉着（蓝色）显示出最高的成活率，为33%。当应用于蟹塘时，这些海绵在七天内将成活率提高到35.9%，比对照组高出1.5倍。研究人员使用深度学习YOLO算法，对3000多张图像分析了攻击性水平和成活率，准确率达到92%。研究结果证实，生物塑料海绵可以增加庇护所的可用性，减轻压力，提高成活率，使更多的远洋对虾（P. pelagicus pelagicus）被释放到自然栖息地。这项水产养殖创新支持远洋对虾种群恢复、可持续保护和长期海洋生态系统平衡。