“海底蝗虫”海星泛滥重演，如何科学治理？ 连日来，青岛胶州湾海域的红岛渔民，在查看10多米海底养殖区时发现，去年大面积爆发的海星再一次出现，并且数量还不少。养殖业受到影响的渔民又开始忙着捕捞“派大星”了。在红岛渔港码头上，随着潮水上涨，10多艘渔船陆续回港，他们带回来的不是鱼虾，而是满船的大海星。海星是贪婪的掠食性生物，被称为“海底蝗虫”，能大量吞食贝类、海胆、螃蟹和海葵等行动缓慢的海洋生物，对底栖动物的生物群落影响极大。“青岛海星泛滥品种是‘多棘海盘车’。”3月1日，全国水产技术推广总站资源养护处处长罗刚在接受科技日报记者采访时表示。“多棘海盘车”，是我国黄海沿岸常见的冷水性种类，最适宜生长温度为15℃～20℃，适温上限25℃，每年10月至次年1月进行繁殖，随着气温、海水温度的升高会逐渐减少。“该物种泛滥的原因是生态系统失衡，导致生态系统失衡的因素包括两个方面：一是由于近海渔业资源的过度捕捞，该物种在幼体期和成体期的天敌没有了；二是胶州湾贝类养殖区域养殖密度过大或养殖量超标，实际上在天然水域这些贝类生物量都没有养殖区域那么高。高密度负载下养殖，贝类抗逆性比较差，也容易遭到天敌袭击，导致大面积的损失。”罗刚说。研究表明，若海洋生态系统发生微小变化，造成海星幼体成活率提高，那么在几乎没有天敌的情况下，海星将极容易大量增加。一方面，海域水质的营养盐、pH值、水温等各种水文因子的变化，为海星的生长繁殖提供了适宜的天然条件。另一方面，由于受气候等因素影响，近海捕食海星卵及幼体的鱼类数量锐减，为海星生物量增长提供了可能。调查显示，2021年胶州湾海星累计捕捞量为120多万斤，主要集中在蛤仔、牡蛎底播海区，受灾面积约10万亩，预计造成经济损失约1亿元。“去年投的蛤蜊苗，一亩滩的成本大约3800元，投100亩滩，成本就将近40万元。正常亩产3000斤的蛤蜊滩，要是暴发海星，亩产连2000斤都达不到。100亩滩就减产10万斤蛤蜊，得差多少钱？”一位养殖户痛心地说。专家认为，只有生态系统实现新的平衡，许多乱象才会消失，整个过程需要多学科专家协同努力，也需要科学和政策的有效整合。而系统性开展海洋生态系统修复工程已经迫在眉睫，必须从保护环境、修复生境、养护资源做起，从而实现海洋生物资源的自我补充。对于科学治理方法，罗刚认为，一是尽快治标，在海星泛滥集中区域开展针对性捕捞，人为控制敌害生物的密度，降低贝类养殖的损失。二是重在治本，开展生态健康养殖，降低养殖密度和养殖规模，实行鱼虾蟹贝藻多品种混养。加强特定渔业资源增殖放流，针对性地投放多棘海盘车的天敌生物，特别是幼体期的天敌，比如星康吉鳗、黑鲷、斑石鲷等凶猛肉食性鱼类。

这种“疯狂”结构让海星灵活又坚固 登上最新一期《科学》封面的是一只馒头海星的骨骼局部图。在扫描电子显微镜下，其上密布着鳞次栉比的小方解石晶体。这篇2月11日发表于《科学》的论文，介绍了科学家首次在自然界中发现的这种神奇结构，它在原子和微米双尺度上都呈现单晶结构。以人类现有技术，还无法复制出这种材料。“海星骨骼是由多孔碳酸钙材料组成的，这种材料的化学成分与粉笔一样非常易碎。但我们看到的海星既灵活又强韧。这是一种纯天然、具有良好性能的多孔轻质陶瓷材料。”论文通讯作者、美国弗吉尼亚理工大学机械工程系助理教授李灵对《中国科学报》说。“疯狂”的海星轻盈、坚固的材料对汽车和航空航天制造等行业来说是理想的材料。在弗吉尼亚理工大学生物和仿生材料实验室，李灵团队正在研究天然轻质陶瓷结构。他们发现，相比人类的创意，大自然的设计总是更加疯狂。以馒头海星这一印度—太平洋地区的常见物种为例，其骨骼由不计其数的、直径只有几毫米的“小骨”组成。这些小骨与软组织相连，使馒头海星能够灵活运动。与此同时，每个小骨又由细密紧致的微晶格构成。这种分枝状结构有点像迷你的埃菲尔铁塔，精巧、有序、繁复。这个“艺术品”非常轻巧，其主要组成成分碳酸钙的密度只有2.7g/cm3。再加上它的整个结构有一半是规则排列的孔洞，总体平均密度和水（1g/cm3）差不多。碳酸钙是一种随处可见而且不被重视的材料。轻轻一掰就碎的粉笔，就是由碳酸钙结晶方解石构成的。但一种物质在不同结构下，性能也会极为不同。“海星的骨骼就像用一整块方解石单晶雕刻出来的周期性晶格。这种近乎完美的双尺度微晶格结构此前从未被报道过。”李灵说。这种结构让海星可以在特定方向上强化骨骼，既灵活又坚固。更神奇的是，在微晶格断裂时，该结构还能阻止裂纹进一步发展。研究人员还注意到它的另一个性能：吸能。这个概念常常出现在汽车上，是指在激烈碰撞中，材料本身的破碎能吸收掉一部分动能，以保护车里的乘客。经测算，海星骨骼材料的吸能指标比现在常用的泡沫陶瓷高出许多。然而，“很遗憾，人类现有技术还不足以复制这种材料”。李灵说。李灵团队用3D打印技术制作了一个立方体模型，能让人们从视觉上了解这种材料的内部结构，但这只是塑料而不是单晶的。如果要制成陶瓷产品，可能会引入许多无法控制的微小气孔和裂纹。李灵希望，技术的进步和深入的研究最终能提供一个理想的解决方案，让这一大自然的绝妙设计走进产业，造福人类。从“海鲜”中寻宝李灵实验室是一个擅长从“海鲜”中寻宝的团队。他们的研究目标有海胆、鱼、贝类、墨鱼、龙虾，等等。美国南方沿海各州的水产品公司，有时会专门向实验室出售海洋生物样品。李灵还清楚记得，这项关于海星的工作始于一次电镜观察实验。那天他带着一名博士生用扫描电子显微镜观察不同种类海洋生物生成的多孔材料，结果发现了馒头海星的奇特结构。“海星是一种长得很规整的小动物，而馒头海星比其他海星长得更规整。”李灵说。他立刻想到，之前的研究显示海星骨骼在原子尺度上是单晶结构的，而馒头海星的骨骼似乎在微米尺度上也呈现单晶结构。如果真的是双尺度上的单晶结构，那就是在自然界和人工制品中均未报道过的神奇结构，也是非常具有潜力和启发意义的结构。馒头海星没有辜负李灵的期望。“大海是一座非常丰富的宝库。但如果我们前期没有很好的积累，就无法从众多海洋生物中发现馒头海星的与众不同。”李灵说，“科研工作者需要有这种积淀和敏感度。”除了馒头海星外，这个研究团队揭秘了能抵抗深海高压的墨鱼骨骼、为咬开贝壳而生的黑鼓鱼牙齿、具有多种功能的海绵骨骼、学术界的“明星”海胆刺……他们还发现某些贝类生物具有可成像的矿物质眼睛。“海星等海洋动物向我们揭示了一个材料创新的世界，这对它们在掠食者横行的海底世界生存至关重要。”未参与该研究的弗吉尼亚理工大学地球科学系教授Patricia Dove说，“研究这些结构的潜在机械工程性能，对前沿新材料的设计有潜在意义。”“这是一张很美的图片”李灵认为，这篇论文之所以能登上《科学》封面，是因为“这是一张很美的图片”。“它可以让你领略到大自然奇妙的对称美。首先你能看到背景中具有光滑表面的微晶格结构。它像是一种极其规整的格子。然后你可以看到在后期实验过程中生长出的碳酸钙小晶体，它们也都排列得非常整齐，有着一致的方向和高度的对称性。正是这种复杂却极具秩序的结构，让原本脆弱的材料变得更加轻盈、强劲，并且对机械损伤有了很高的耐受度。”至于图片的蓝紫色调，则是李灵“随便调出来的”。包括李灵在内，这篇论文的大多数作者都是中国人。杨婷、陈洪顺、贾子安、邓志飞、陈柳霓等中国研究生都作出了贡献。在李灵看来，这是一群聪明勤奋而且极具个性的年轻人，他很享受跟他们一起开展研究。他同时也想尽一份力，引导他们在科学研究的道路上走得更远、更稳。李灵期待未来能带领这个充满青春活力的团队，师法自然，拓展人类的技术边界，研发出更轻、更强、更激动人心的新型材料。

青岛市民偶遇“海星开会”：走路都怕踩到它们 山东青岛的高女士如往常一样去赶海，却被眼前的一幕惊呆了，她看到海滩和近海布满海星，密密麻麻难以下脚。11月7日，不少青岛市民组团到海边捡海星。专家提醒，海星可食用部分含轻微毒性，建议不要吃太多。“我在这住了20多年了，几乎每天都来赶海，以前也就能看到几个海星，这么大量的情况太少见了。”高女士告诉极目新闻记者，11月6日上午8时30分许，她像往常一样到青岛市黄岛星光岛二桥附近的海滩赶海，看到了令人吃惊的一幕，“海星密密麻麻的，走路都怕踩到它们，加在一起估计能有几千斤。”惊讶之余，高女士将她所见的海星发布到社交平台上，并称“海星开会了”，引起了网友的热议。11月7日一早，高女士又来到了上述海滩，她给极目新闻记者发来几段她刚刚拍摄的视频。从视频可见，海滩上的海星依然很多，还有不少人在海滩捡海星。“今天海滩上的海星比昨天要少了不少。”高女士随便捡起一只海星，将海星翻到底部展示，可见其底部黏附着一些蛤蜊壳，应该是已经被吃光的蛤蜊。高女士认为，海星成群结队地涌上海滩，是为了吃蛤蜊，“这片海滩蛤蜊比较多，这几天海星出现了，蛤蜊就少了。”极目新闻记者看到，不少青岛本地网友专程前往该海滩捡海星，并在社交平台上传了捡海星的经历。青岛市民“铃铛”告诉极目新闻记者，她在10月下旬，以及近两日发现海星在海滩上泛滥，“一次是在唐岛湾南岸，另一次是在黄岛星光岛。”她也认为，海星成群结队上岸是为了捕食。青岛市海洋发展局工作人员向极目新闻记者介绍，目前还未接到群众反映有海星泛滥的情况，他们会进一步调查落实。从高女士和多名网友的视频可见，此次在海滩上组团出现的海星学名是“多棘海盘车”。据媒体报道，“多棘海盘车”是西北太平洋近海最常见的海星物种，是一种典型的肉食性动物。成年海星掠食十分凶猛，而且特别不挑食，只要是海底体积比它小的生物，例如牡蛎、鲍鱼、海参等一概通吃，有时候狠起来，连自己的同类都不放过。针对海星大量出现，不少网友提议要“吃光海星”。据央视新闻报道，专家表示，海星的食用部分含轻微毒性，建议不要吃太多。

这地海星泛滥成灾！找网友帮吃光可行吗？ 海星有“海底蝗虫”之称，这些“美丽杀手”会让蛤蜊、海蛎子遭灾。从去年开始，山东青岛胶州湾海域就出现大量海星，给当地的贝类养殖造成了重大损失。日前，胶州湾海域贝类养殖区内再次发生海星激增的现象，还首次大规模出现一种叫做“白泥蚂”，学名“经氏壳蛞蝓”的生物。连续两年大量聚集，海星要在这里“扎根”了吗？这些“海底蝗虫”如何影响贝类养殖？“白泥蚂”又和海星暴发有什么关联？除了人工捕捞，还有别的方法吗？记者海边探访贝类养殖户3日下午两点左右，记者在胶州市营海码头看到，一艘满载海星的渔船正在靠岸，捕捞上来的海星里夹杂着大量的贝类空壳。一位养殖户告诉记者，他们当天已经三次出海捕捞海星，每次捕捞量在1500斤左右。这些海星成片出现在养殖区，吞食海底的蛤蜊，这也让养殖户损失惨重。这地海星泛滥成灾！找网友帮吃光可行吗？贝类养殖户：海星对我们蛤蜊养殖户影响非常大。我今年投资了300多万元，损失了三分之二，造成了巨大的经济损失。这地海星泛滥成灾！找网友帮吃光可行吗？经专家实地及出海潜水采样调查，胶州湾红石崖养殖区海星密度为10-15只/平方米，胶州湾中南部海域养殖区海星密度为1.7只/平方米，其余养殖区都有不同程度的海星分布。这地海星泛滥成灾！找网友帮吃光可行吗？专家研判，当前海星已对胶州湾贝类养殖生产造成危害且有蔓延趋势。当地海洋主管部门也采取多种措施应对海星灾害，最大程度减少养殖户的经济损失。这地海星泛滥成灾！找网友帮吃光可行吗？山东青岛市海洋管理保障中心副主任 韩兵：自7月1日开始，在胶州湾划定的贝类养殖区，允许渔民采用地笼网、底拖网的方式，对海星和经氏壳蛞蝓进行全面清理。海星为何被称为“海底蝗虫”？海星通常有着艳丽的色彩，五角星形的外形，总是慵懒地趴在海底，看上去一派人畜无害的样子，但千万不要被它的外表欺骗了。这地海星泛滥成灾！找网友帮吃光可行吗？此次“组团”来胶州湾捕食蛤蜊的海星，学名是“多棘海盘车”，是西北太平洋近海最常见的海星物种。它是一种典型的肉食性动物。成年海星掠食十分凶猛，而且特别不挑食，只要是海底体积比它小的生物，例如牡蛎、鲍鱼、海参等一概通吃，有时候狠起来，连自己的同类都不放过。“经氏壳蛞蝓”同时现身有何危害？据青岛海洋发展局官微“蓝色青岛”发布消息，近日，渔民在胶州湾红石崖、营海、红岛、流亭等海域发现海星增多，并出现一定数量的“经氏壳蛞蝓”，又名“白泥蚂”。这地海星泛滥成灾！找网友帮吃光可行吗？这种生物外观乳白色，呈卵圆、半透明状。据了解，海星和“白泥蚂”都可以捕食蛤蜊、牡蛎等养殖贝类，是一种贝类的敌害生物。有媒体报道，今年，这种“经氏壳蛞蝓”成规模出现，这在青岛胶州湾还是首次报道。除了人工打捞还有别的办法吗？面对海星和“经氏壳蛞蝓”种群数量的暴发，当地也允许渔民在一段时间内采用地笼等设备进行清理。针对部分网友提出的“吃光海星”的方法，专家表示海星的食用部分含轻微毒性，建议不要吃太多。中科院海洋所研究员 张光涛：现在最直接的办法就是发现它暴发了之后捞上来，但是预防现在还很难。放地笼是一种清除的手段，预防还是要从它早期的种群补充开始做。

AI保卫珊瑚，顺便拯救了“一只只给海星打毒针”的人类 海星，又可爱又好吃（不确定）。前段时间，青岛胶州湾海域海星（多棘海盘车）暴发，人类吃货喊着“冲啊”准备大快朵颐。但对珊瑚来说，“海星太多”就不是好消息了。因为海星的命运不光是“被吃”，有的海星还会吃本就濒危的珊瑚。目前，全球有三分之一的造礁石珊瑚面临灭绝的风险。在我国，所有的造礁石珊瑚均已被列入国家二级重点保护野生动物名录。海星暴发起来，连下面的珊瑚都看不见了 | www.aims.gov.au为了保护珊瑚，人类想了很多办法，其中一个是：派潜水员下水给这些吃珊瑚的海星打毒针。是……挨个打吗？是的，一只一只打。有时候一针打不死，最多的时候要给一只海星打上20多针。“给草莓去籽”也不过如此吧……等等，为什么要给海星打针？珊瑚有危险了！吃珊瑚的海星叫棘冠海星。↓棘冠海星是世界第二大的海星，有的能长到直径1米。更可怕的是，它全身表面长满棘刺，棘刺里含有蛋白质毒素，对海洋生物和人类都有毒。看照片就不好惹。| Kris Mikael Krister / Wikimedia Commons在健康的珊瑚礁生态系统中，每公顷（一万平方米）一般只有2-3只棘冠海星。它们可以去除生长过快的珊瑚种类，提高珊瑚的多样性。可一旦这种平衡被打破，比如水体富营养化使它们的食物增加，或者它们的天敌大法螺、小丑炮弹等被人类过度捕捞，海星们过得无忧无虑，暴发密度就会达到每公顷1000只。棘冠海星的天敌小丑炮弹，学名花斑拟鳞鲀 | 摄影：陈艺敏更可怕的是，棘冠海星产卵量大（一次繁殖期能放出数百到数千万的卵子），不挑食（各种珊瑚都吃），9个月不吃饭依旧可以存活……能生能吃、耐力极强，可以说是“珊瑚礁中的魔鬼”。调查显示，从1985年到2012年，这27年间，大堡礁的面积减少了50.7%，其中将近一半是这些棘冠海星导致的。而且，目前看来，棘冠海星的暴发还有全球蔓延的趋势。珊瑚嗷嗷待救，就看科学家的了。给海星打（毒）针！为了处理海星，人们想了各种办法。中国大陆通常采用人工采集，派潜水员搜寻暴发的海星、装袋、上岸晒干、填埋。珊瑚礁中的魔鬼就这样变成了干垃圾……清理人员在船上晾晒捕捞到的棘冠海星 | 新京报在澳洲、日本和一些东南亚国家，更常使用注射法，也就是给海星打毒针。这种操作的难点主要有二：一个是，潜水员找海星，很难。海星属于夜行动物，白天喜欢躲在珊瑚礁的沟沟缝缝里，外表容易和周围环境融在一起。一般潜水员会先找到食痕，再在食痕周围找躲起来的海星。这么大块白色的食痕代表着有一大群海星正躲在附近 | www.gbrmpa.gov.au另一个难点在于：找到了，需要打的针数，很多。潜水员排成一列给海星打针，这样才能保证一块区域能被系统地清理。打完一只海星，他们会把海星翻过来，腹面朝上，表示“这只打过了”，避免重复工作。| www.gbrmpa.gov.au想想吧，乌央乌央的海星，潜水员要挨个把它们从沟缝翻出来打针……而且，在“一针致死”方法发明之前，潜水员给海星注射硫酸氢钠，需要绕着它们的中央圆盘间隔三四厘米就打一针，一般要打上10到25针才能杀死一只海星。幸好，2014年，詹姆士库克大学（JCU）的研究人员发现了可以让海星一针毙命的化学物质：胆汁酸或者醋（对！就是家里用的醋，海星蘸醋的醋）。用这种方法，只要在海星的其中一只触手的基部打一针就可以了；如果海星个头实在太大，就在对角的触手再补一针。左边是一针致死，右边是需要打很多次的。不管哪种打法，海星都会在一两天内死掉。别担心，经过室内试验以及野外调查，注射的化学物质对棘冠海星有毒，但不会对珊瑚礁的环境或其他生物造成影响。| www.gbrmpa.gov.au注射法已经广泛使用了50多年，有1600多万只棘冠海星命丧于这些毒针之下（没办法，谁叫你们吃珊瑚呢）。但是，要人工一针针去打还是太费时费力了。我们的机器人该上场了。机器人来帮忙了其实，早在2005年，昆士兰科技大学（QUT）的机器人专家Matthew Dunbabin已经发明了能够在复杂的珊瑚礁中巡航的水下机器人。但当时通用的注射法还停留在“每只注射20针左右”，机器人难以完成如此复杂的“清理海星”任务。直到2014年，可以对海星“一针致死”了，再加上深度学习也发展起来了。研究者觉得，可以教会机器人识别棘冠海星以及准备给它们打针了。于是有了第一代“清理海星”的水下机器人。↓第一代“清理海星”水下机器人COTSbot | www.qut.edu.au一开始，Matthew团队在网络上搜集了很多棘冠海星的照片给机器人学习。问题立刻来了。来自网络的海星照片，通常鲜艳、醒目，而海底常见的情况，往往是这样的——天然环境中和周围环境混在一起的棘冠海星（你能分辨出哪个是潜水员正要注射的那只吗？） | www.gbrmpa.gov.au有个段子说，外星人按照社交媒体上美颜后的脸来识别地球人，最后可能会认为自己是脸盲症——让机器根据网络上的照片去识别海星，情况也差不多。为了更准确地教给机器人“真·海星是什么样的”， Matthew团队把GoPro装在潜水员的设备上，收集了大量野生状态下的棘冠海星的照片用来训练。一开始，他们打算从“识别海星的棘刺特征”入手，但这很难。海星经常大隐隐于珊瑚，而珊瑚的形态又和海星的棘刺很像。机器人表示：做不到。于是，识别策略改为从棘冠海星的形状、结构和颜色去区分。经过大量训练，机器人终于学会了认海星。瞄准了才能打哦！| www.qut.edu.au接下来，就要训练它们给海星打针了。机器人：不管在实验室还是海底，我都是最棒的！海星有毒，不能把它们大量搬回实验室。于是，Matthew团队做了很多3D打印的棘冠海星，打算训练机器人往这些3D打印海星里注射。但机器学习系统实在太强大了，能区分出真海星和假海星，对3D打印的 “假货”无动于衷。3D打印的海星，可惜被机器人嫌弃了 | www.qut.edu.au研究者只好再次换思路：把各种海星或非海星的照片放地板上，让机器人选择哪种可以打。有时机器人的高度没放好，一针下去注射器直接戳到地板。室内训练完成后，实验室地板上也多了很多洞洞。经过多次室内训练和野外珊瑚礁的现场调试，机器人识别和打针的精确度达到了99%。野外作业给海星打针的样子 | www.qut.edu.au至此，第一代“清理海星”机器人算是可以出师了。不但要杀退海星，还要帮助珊瑚不过，第一代机器人的问题是：成本高、体型笨、操作难。之后，Matthew团队又打造了更物美价廉的第二代水下机器人RangerBot，把潜水员们从繁琐又危险的工作中解放出来，清理海星的效率也大大提升。往常潜水员无法到达的区域，比如有鲨鱼和鳄鱼出没的海域，机器人都可以长驱直入。第二代机器人RangerBot相对潜水员的优势，一目了然 | www.qut.edu.au （汉化：银古桑）“清理海星”技能达成，要是还能恢复珊瑚的生长就更好了——研究者对机器人有了新期待。Matthew团队又和来自南十字星大学（SCU）的研究者合作，继续改造出了第三代机器人，取名为LarvalBot，让它把珊瑚的浮浪幼虫洒到退化的珊瑚礁。LarvalBot在衰退的珊瑚礁“播种”珊瑚的浮浪幼虫，一小时可以覆盖1500平方米。| www.qut.edu.au今年2月，RangerBot刚刚走出了大堡礁，被澳大利亚黄金海岸航道管理局（GCWA）征用，有了更广阔的工作空间。新雇主对它不错，甚至特意为它举办了一场起名比赛。当地一位上三年级的孩子赢了比赛，所以，现在，RangerBot拥有了一个新名字“Nyah”。在当地土著语言中，“Nyah”有点“瞧瞧，瞧瞧”的意思。RangerBot有了新工作丨https://gcwa.qld.gov.au“Nyah”的装备也有了更新，除了多个摄像头，还有可以导航的声波传感器以及可以抓握物品的机械臂，这样它可以在黄金海岸的周边水域做更多工作，比如，协助海洋栖息地调查、海床沉积物采样以及导航设备的维护检查，还可能帮助海事机关执行搜救任务。