- for Dutch, scroll down - 

An example of a 3D printed structure, that functions as a mimic, taking over the role of biobuilders. (photo: Erik Hoekendijk)

Seagrass beds, shellfish reefs, salt marshes as well as high and low moors: they are all formed by so-called biobuilders, which are plants and animals that build entire landscapes by working together. They do this, for example, by inhibiting waves and storing sand, silt and their own remains in the soil.

Recovery is difficult
These landscapes are important for biodiversity, store a lot of CO2, and protect our coasts from flooding. Yet their surface area is declining rapidly worldwide. And restoring them is difficult because these ecosystems only function when enough biobuilders can work together to rebuild the landscape. As a result, large quantities of these plants or shellfish are often needed. This is expensive, as well as a threat to the “donor populations” from which those biobuilders are taken: will there be enough left for a healthy population?

Biodegradable structures as replacements
In the now-funded project BIOPRIME (“Applying Biomimicry to Produce Restoration desIgns for Multiple Ecosystems”), NIOZ researchers Tjeerd Bouma and Tjisse van der Heide are collaborating with Ralph Temmink of Utrecht University. Previous research by the three of them showed that biodegradable structures can mimic the landscape-building properties of cooperating biobuilders, temporarily taking over their role – which is why these structures are called mimics. This could facilitate landscape restoration by reducing the need for biobuilders from elsewhere, and by allowing the biobuilders that are already there to grow undisturbed until they are large enough to resume their role in landscape formation.

Development, testing and large-scale production
So whilst the concept has been proven to work, the currently available mimics are not yet suitable for large-scale application. This is where the BIOPRIME project comes in. The team will develop new species-specific mimics, test them and, if the results are positive, produce them on a large scale so that they can be used for ecosystem restoration. The project will be linked closely to Van der Heide's recently awarded NWO-Vici project, in which numerous new prototype mimics are being developed using 3D printing techniques. Successful prototypes from this project can be produced on a large scale within BIOPRIME to test them on a practical scale and enable rapid deployment. Thus, BIOPRIME will hopefully act as an accelerator for the deployment of biodegradable structures for ecosystem restoration.

About the NWO Open Technology Programme
The Open Technology Programme of the Dutch national science organisation NWO provides funding for application-oriented technical-scientific research that is free and unrestricted and is not hindered by disciplinary boundaries. The programme offers companies and other organizations an accessible way to participate in scientific research that is intended to lead to societal and/or scientific impact. This round of funding from NWO's Applied and Engineering Sciences domain will allow six application-oriented projects to get started. NWO is contributing 5.4 million euros to these application-oriented projects. The industry and other organizations are adding another amount of over 920,000 euros.

NWO Open Technologieprogramma financiert onderzoek naar landschapsherstel met biologisch afbreekbare structuren 

Biologisch afbreekbare structuren ontwikkelen waarmee belangrijke kustecosystemen en veengebieden kunnen worden hersteld. Dat is het doel van onderzoeksproject BIOPRIME, van NIOZ-onderzoekers Tjisse van der Heide en Tjeerd Bouma en Ralph Temmink van de Universiteit Utrecht.Het is één van de zes toepassingsgerichte projecten die van start kunnen door financiering vanuit het NWO Open Technologieprogramma.

Zeegrasvelden, schelpdierriffen, kwelders en schorren maar ook hoog- en laagvenen: ze worden allemaal gevormd door zogenaamde biobouwers, planten en dieren die door samen te werken hele landschappen bouwen. Dit doen ze bijvoorbeeld door de golven te remmen en zand, slib en hun eigen dode resten in de bodem op te slaan.

Herstel is moeilijk
Deze landschappen zijn belangrijk voor de biodiversiteit, slaan veel CO2 op, en beschermen onze kust tegen overstroming. Toch neemt hun oppervlakte wereldwijd snel af. En het is moeilijk om ze te herstellen, omdat deze ecosystemen alleen functioneren wanneer genoeg biobouwers kunnen samenwerken om het landschap opnieuw op te bouwen. Hierdoor zijn er vaak grote hoeveelheden planten of schelpdieren nodig. Dat is duur, en daarnaast ook een bedreiging voor de ‘donorpopulaties’ waar die biobouwers vandaan worden gehaald: blijven er daar wel genoeg over?

Biologisch afbreekbare structuren als vervanger
In het nu gefinancierde project BIOPRIME (“applying Biomimicry to Produce Restoration desIgns for Multiple Ecosystems”) werken NIOZ-onderzoekers Tjeerd Bouma en Tjisse van der Heide samen met Ralph Temmink van de Universiteit Utrecht. Uit eerder onderzoek van hen drieën bleek dat biologisch afbreekbare structuren – zogenaamde mimics – de landschapsbouwende eigenschappen van samenwerkende biobouwers kunnen nabootsen, en daarmee hun rol tijdelijk kunnen overnemen. Dit kan het herstel van de landschappen vereenvoudigen, omdat er dan minder biobouwers van elders nodig zijn, en omdat de biobouwers die er al zijn, rustig kunnen groeien tot zij groot genoeg zijn om weer zelf hun rol te vervullen in de landschapsvorming.

Ontwikkelen, testen en grootschalig produceren
Dat het concept werkt is dus bewezen, maar de huidige mimics zijn nog niet geschikt voor grootschalige toepassing. Daar willen de onderzoekers met BIOPRIME verandering in brengen. Zij gaan nieuwe soort-specifieke mimics ontwikkelen, testen en bij goede resultaten op grote schaal produceren, zodat deze voor het herstel van ecosystemen kunnen worden ingezet. Het project zal nauw samenwerken met het recent toegekende NWO-Vici-project van Van der Heide waarin tal van nieuwe prototype mimics worden ontwikkeld met behulp van 3D-print technieken. Succesvolle prototypes uit dit project kunnen binnen BIOPRIME op grote schaal worden geproduceerd om deze op praktijkschaal te testen en snelle toepassing mogelijk te maken. Zo gaat BIOPRIME hopelijk fungeren als een versnelling voor de inzet van biologisch afbreekbare structuren voor ecosysteemherstel.

Over het NWO Open Technologieprogramma
Het Open Technologieprogramma biedt financiering voor toepassingsgericht technisch-wetenschappelijk onderzoek dat vrij en ongebonden is en niet wordt gehinderd door disciplinaire grenzen. Het programma biedt bedrijven en andere organisaties een laagdrempelige manier om aan te sluiten bij wetenschappelijk onderzoek dat moet leiden tot maatschappelijke en/of wetenschappelijke impact. Met deze financieringsronde door het Open Technologieprogramma vanuit het NWO-domein Toegepaste en Technische Wetenschappen kunnen zes toepassingsgerichte projecten van start. NWO draagt 5,4 miljoen euro bij aan deze toepassingsgerichte projecten. Het bedrijfsleven en andere organisaties doen daar ruim 920.000 euro bij.