把3D打印机“下的蛋”放进鸟窝,会被鸟妈妈发现吗?

作者: enirehtak

来源: 果壳少年

发布日期: 2018-10-23

研究人员利用3D打印技术制作人造鸟蛋,用于研究鸟类的“巢寄生”现象。通过3D打印的鸟蛋,研究人员能够更精确地模仿真实鸟蛋的特性,从而观察宿主鸟的反应。实验结果显示,3D打印技术在鸟类研究中具有显著优势,能够提供更精确的实验数据,并方便其他研究者重复验证。

除了制作模型和零件,3D打印机还可以有很多其他有趣的用途。有一组研究人员就利用3D打印机制作了“人造鸟蛋”,并把它用在鸟类研究上。

用假鸟蛋进行研究。几十年来,研究者们一直尝试利用石膏、木材及其它材料来手工制作“人造鸟蛋”,并把这些假鸟蛋用在鸟类“巢寄生”现象的研究上。所谓“巢寄生”现象,就是作为寄主的鸟类不搭建自己的巢来孵仔,而是通常将蛋(寄生卵)产在作为宿主的其他鸟类的巢中,由宿主代其孵化和育雏。

在一些鸟类之间,这种寄生关系引发了进化“军备竞赛”——宿主识别寄生卵的能力逐渐提升,它们能通过其大小、形状、颜色、花纹等识别并拒绝寄生的鸟蛋;同时,寄主鸟产的蛋也会变得与宿主鸟的蛋越来越相像。为了研究“卵拒绝”行为及“卵识别”的机制,鸟类学家一直致力于进行这样的实验——制作人造鸟蛋放入宿主鸟巢中,并观察宿主的反应。

另辟蹊径3D打印蛋。但是,这种传统的“手工造蛋”方法有很大的局限性。用传统方法通过塑料、木材、石膏等材料制作假蛋,不但制作过程耗时,而且容易产生人为误差,使实验缺乏说服力。此外,其他研究人员也很难重复这一实验来检验它的结果。

这项研究却另辟蹊径,开创了利用3D打印机制造鸟蛋的新方法。为了克服传统方法的缺点,研究人员用计算机创建了褐头牛鹂(Brown-headed Cowbird,北美的一种寄主鸟)所产鸟蛋的数字模型,并用3D打印技术将其“打印”了出来。有趣的是,这样“打印”出来的蛋是内部中空的,之后在其中灌入水或胶体,这样就能够较为精确地模仿鸟蛋的重量及热力学特性了。

随心定制的人造蛋。

研究者用米色模仿寄主褐头牛鹂蛋的颜色,并用蓝绿色模仿宿主美国知更鸟(American robins)蛋的颜色。制造完毕后,这些3D打印的鸟蛋被放入宿主巢中,观察六天,记录宿主产生怎样的反应。结果宿主100%接受了的蓝绿色的人造鸟蛋,而拒绝了79%的米色的人造蛋。这些3D打印鸟蛋得出了与以往类似的实验结果,而且它们还有很多突出的优点。

此外,实验中所使用的鸟蛋数字模型还可以共享,让更多研究人员也能方便地进行重复验证。

3D打印技术已经给基础科学及医学领域带来了巨大的变化。而如今,它又走进了野生鸟类的世界。在未来,它还能有哪些意想不到的应用呢?

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