「顯微鏡下的馬戲團」 科學家設計綠藻菌馬戰車

科學家設計的超小型旋轉木馬,4個綠藻在推動這個輪。(圖/東京大學)

人類學家表示,獸力的應用,是文明快速擴展的力量,從狗拉雪橇到馬拉雙輪車,帶着人類征戰四方,直到內燃機發明後才被取代。現在,東京大學的科學家則製造出了可能是有史以來最小的版本,採用的獸力,是一種介於動物與植物之間的單細胞綠藻,在顯微鏡下,雙綠藻戰車跑得相當快。

新阿特拉斯(New Altas)報導,東京大學的清水直人教授表示,實驗所使用的是一種常見的萊茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii),它有兩根鞭毛運動,以每秒超過 100 微米的速度快速移動,大約是身體長度的 10 倍。 這種速度讓我們留下了深刻的印象,因此我們試着利用萊茵衣藻來做一些有趣的事。

清水直人說:「就像馴服牛馬一樣,我們第一件事是要設計鞍具。一種約束它們,卻不限制行動的裝置。經過反覆試驗,我們們最終確定了一種籃子形狀的設計,由三個直徑分別爲 7、10 和 13 微米的圓環組成。藻類太大無法穿過,但是它們仍然可以伸出鞭毛游泳。」

2個綠藻推動的小車,可以說是最小的車子。(圖/東京大學)

然後,這些籃子被安裝到兩種不同的車輛設計上。第一個被研究小組稱爲「踏板車」,由兩個藻類籃組成,後面拉着一個小盒子,整體結構就像一輛經典的馬車。

第二個設計被稱爲旋轉器,看起來有點像旋轉木馬,有四個藻類籃,可以推動輪子繞圈旋轉。

兩個設計都相當成功,綠藻按照設計的方式工作,以每秒約 20 至 40 微米的平均速度旋轉與前進。雖然從顯微鏡下,綠藻拉車是朝同一個方向移動,但實驗表明,它實際上是滾動和翻轉的。

東京大學科學家設計的微米結構,綠藻被裝進去以後,會被困住並帶着跑。(圖/東京大學)

雖然看起來,這是科學家玩心不減的實驗,堪稱世界上最小的跳蚤馬戲團,。但研究隊有着更崇高的目標。他們希望設計更復雜的微型機器,利用藻類來做一些更重要的工作。

研究團隊主持人竹內昌治說:「這些方法有可能發展成爲一種水生環境監測裝備,或者使用微生物的物質運輸,清潔水中的污染物 。」