To, że drukarki 3D mogą przyczynić się do rozwoju nauki i techniki, nie ulega raczej wątpliwości. Technologiom przyrostowym zawdzięczamy wiele odkryć z zakresu nauki o materiałach czy inżynierii tkankowej. Druk 3D może być także bardzo przydatnym narzędziem w rękach ekologów. I nie chodzi tu o ekologów rozumianych powszechnie (choć błędnie) jako osoby przywiązujące się do drzew czy malujące napisy „STOP CO2!” na chłodniach kominowych. Chodzi o tych właściwych ekologów – naukowców, a konkretnie ekologów behawioralnych zajmujących się badaniem zachowania zwierząt w relacjach z innymi zwierzętami i otoczeniem.
Należą do nich Stéphanie Doucet i Daniel Mennill, małżeństwo badające od lat zwyczaje godowe ropuch neotropikalnych. Okryli oni, że w trakcie jednodniowego okresu godowego samce zmieniają swój kolor z brązowego na jaskrawożółty. Korzystając z modeli płazów, wykonanych własnoręcznie w gliny, wykazali, że zmiana ułatwia samcom rozpoznanie samic, które pozostają brązowe (inaczej byłoby to dość trudne, bo grupy w jakie zbierają się ropuchy podczas parowania liczą nawet kilka tysięcy osobników).
Niestety nawet ropuchy nie do końca dają się nabrać na uproszczone modele z gliny, co wyklucza bardziej zaawansowane badania – para naukowców chciałaby sprawdzić, czy bardziej intensywne zabarwienie samców zwiększa ich atrakcyjność. Z pomocą przyszedł im student, który na podstawie zdjęć stworzył bardzo dokładne modele płazów, wydrukował je przestrzennie i pomalował na różne odcienie żółtego. Dodatkowo przyczepił modele do ukrytych w ziemi silników, dzięki którym modele poruszają się (prawie) jak żywe. Ekolodzy wyczekują teraz na nadejście pory deszczowej, która jest dla ropuch sygnałem do rozpoczęcia parowania.
Our #RoboToads have arrived in Costa Rica, hopping through the leaf litter of the Tropical Dry Forests of @ACGuanacaste. Now we wait for the rainy season, when Yellow Toads will emerge and @KatrinaMSwitzer and her team can study the toads' responses to the robots. pic.twitter.com/WfycpORrAG
— Daniel Mennill (@DMennill) April 11, 2018
Druk 3D pozwolił rozwikłać także zagadkę gnębiącą kanadyjskiego biologa, Grégorego Bultégo – czy wielkość samic wpływa na wybór partnerek przez żółwie ostrogrzbiete? Pozostawała on nierozwiązana przez wiele lat, ponieważ żółwie są bardzo płochliwe i dobierają się w pary na dnie jeziora. Zespół kierowany przez Bultégo stworzył zatem dwa drukowane przestrzennie modele samic, różniące się wielkością (modele oparto częściowo na zeskanowanych 3D skorupach i wydrukowano je z ABSu na drukarce Makerbot Replicator 2x). Umieszczono je na dnie jeziora, otaczając kamerami. Bez zaskoczenia – samce decydowały się zwykle na większy model.
Ciekawe zastosowanie dla technologii przyrostowych zaproponował także Mark Hauber, ornitolog z Illinois. Do jego zainteresowań należy pasożytnictwo lęgowe, czyli zwyczaj podrzucania przez ptaki swoich jaj do gniazd innych gatunków. Hauber wydrukował modele jaj (materiał i urządzenie jw.), by z dokładnością do milimetrów zbadać, jakie są minimalne różnice pozwalające przybranym rodzicom rozpoznać obce jaja.
Jocelyn Behm, ekolog z Filadelfii, korzysta z druku 3D do obserwacji zachowania drapieżników wobec inwazyjnych gatunków jaszczurek. Jest zwolenniczką wykorzystania technik przyrostowych w badaniach ekologicznych i próbuje zachęcać do nich innych badaczy, którzy, poza wymienionymi przykładami, raczej nie są chętni do korzystania z nowych technologii. Doświadczenia Behm i innych „odważnych” pokazują jednak, że bardzo przydatny druk 3D jest już techniką dostępną nie tylko dla specjalistów.
źródła: www.sciencemag.org, www.uwindsor.ca, carleton.ca, sciencedirect.com, peerj.com, peerj.com