Ceea ce a fost în multe feluri, un joc de noroc a plătit pentru un grup dedicat de biologi - și, probabil, pentru alți oameni de știință care caută un mod inedit de a păstra speciile amenințate.
Folosind spermă înghețată pentru fertilizarea ouălor vii, cercetătorii au reușit să reproducă coralul de elkhorn ( Acropora palmata ) dintr-o zonă geografică cu elkhorn dintr-o altă zonă, deschizând calea pentru a salva potențial nu doar acea specie pe cale de dispariție și să o facă mai rezistentă la schimbările climatice, dar oferind și o cale de speranță pentru refacerea altor specii.
„Nimeni nu a crezut că putem face acest lucru”, spune Mary Hagedorn, om de știință principal de cercetare la Smithsonian Conservation Biology Institute și co-autor principal pe o lucrare care descrie lucrările care au fost prezentate la Reef Futures Conference din Florida săptămâna trecută.
„Am făcut asta Herculean. Munca a fost atât de grea la fiecare nivel ”, spune ea.
Hagedorn și sute de colegi au colaborat la proiect, care a folosit spermă de elkhorn crioprezervată din Florida, Puerto Rico și Curaçao în Carribean pentru a fertiliza ouă vii colectate din coralul de elkhorn din Curaçao pentru a crea larve care au fost apoi crescute în rezervoare de izolare la pepiniere din Florida. Până în prezent, coralii (sau recruții) pentru copii de o lună constituie una dintre cele mai mari populații vii create din material crioprezervat - cu excepția ființelor umane, spune Hagedorn.
Ea spune că colegii care studiau coralii au disprețuit ideea de a utiliza crioprezervarea ca tehnică de reproducere asistată. „A fost foarte dificil să-i determinăm pe oameni să înțeleagă cât de important este acest proces științific nu numai pentru menținerea biodiversității, ci și pentru a ajuta procesele de restaurare, în special în cazul în care încercăm să creăm corali mai buni și mai robusti pentru viitor”, spune Hagedorn.
„Este deosebit de special că am făcut această descoperire în coralii elkhorn, pentru că sunt atât de importante pentru construirea recifelor de corali și pentru protejarea țărmurilor din toată Caraibe”, spune coautorul Kristen Marhaver. (SCBI, foto de Stephani Gordon) „A fi capabil să crioprezervăm sperma de corali ne permite să creștem coralii la fel cum oamenii cultivă culturi de secole - prin economisirea diversității genetice în băncile de semințe și prin creșterea celor mai puternici indivizi din populații locale pentru a ajuta specia să se îmbunătățească în ansamblu”, spune studiul co-autorul Kristen Marhaver într-un comunicat de presă al Smithsonianului.
Cercetătorii au ales elanul - un coral cu creștere mare, cu ramuri groase, asemănătoare cu furnicul, deoarece acționează ca un protector esențial pentru insulele care se confruntă cu distrugerea din mările în creștere și datorită importanței sale în furnizarea habitatului de pește în toată Caraibe. De asemenea, a fost listată din 2006 ca specie amenințată de Serviciul Național de Pescuit Maritim.
Elkhorn a scăzut cu peste 90 la sută în Caraibe - din cauza bolilor și a apelor încălzitoare.
„Este deosebit de special că am făcut această descoperire în coralii elkhorn, pentru că sunt atât de importante pentru construirea recifelor de corali și pentru protejarea țărmurilor din toată Caraibe”, spune Marhaver, un om de știință asociat la CARMABI Research Station din Curaçao.
Ideea din spatele lucrării a fost de a vedea dacă elanul care trăiește în apele calde de pe coasta Curaçao ar putea conferi un anumit tip de atribute speciale elanului din coasta Florida și Puerto Rico, care acum experimentează temperaturi mai calde.
În loc să mute un elkhorn de la Curaçao în celelalte locații - care, deși sunt aceeași specie, ar putea introduce noi ciuperci sau bacterii în acele ape non-native - au decis să încrucișeze sperma și ouăle de elhorn din diferite. locații.
Însă, cercetătorii au fost nevoiți să capteze atât sperma cât și ouă - ceea ce a implicat sincronizarea și, un pic de noroc. Alkornii, la fel ca toți coralii, sunt hermafrodite și astfel eliberează simultan atât ouăle, cât și sperma.
Se știe că elkhorn naște o dată pe an în august în Caraibe, de obicei în jurul unei luni pline. Pentru a obține spermatozoizii, scafandrii coboară în mod normal într-un recif și caută semnalul că elanul este „setător” sau care ține pachetele de ouă de spermă. Ei țin doar aceste mănunchiuri aproximativ o jumătate de oră, așa că scafandrii trebuie să arunce rapid o plasă de mătase artificială peste mănunchiuri - care arată aproape ca acneea - și așteaptă să fie eliberați, spune Hagedorn. Plasa cântărește pachetele plutitoare într-un dispozitiv de colectare, iar oamenii de știință pot separa ulterior spermatozoizii, un lichid lăptos, de ouă.
Ambele sunt viabile doar timp de aproximativ cinci până la șapte ore - ceea ce face ca ideea creșterii unui elkhorn Curaçao cu un elkhorn din Florida să fie o propunere complicată. Dar în 2007, Hagedorn și colegii ei au dezvoltat o tehnică de înghețare a spermei. Au început o bancă de spermatozoizi în Puerto Rico în 2008 și încă o dată la Florida. Acea spermă înghețată era folosită pentru fertilizarea ouălor vii pe care le-au adunat în Curaçao.
Totuși, procesul de colectare nu a decurs fără probleme în Curaçao. Recifele erau aproape de țărm, ceea ce făcea ușor accesul - scafandrii tocmai intrau cu uneltele lor. Dar Hagedorn și colegii ei nu erau în totalitate siguri când s-a născut în Curaçao. Cu o lună plină la sfârșitul lunii iulie și alta în august, nu au vrut să aibă nici o șansă. Așa că, timp de șase săptămâni, oamenii de știință s-au pregătit pentru colectare, iar scafandrii mergeau la recif - în fiecare seară - până când, în sfârșit, au fost martori la o naștere mare peste două zile la începutul lunii septembrie, la aproape două săptămâni după luna plină din august.
Cercetătorii au folosit spermă proaspătă de la Curaçao pentru a fertiliza aceste ouă proaspete. De asemenea, au creat alte trei loturi de cruci. Au folosit spermă congelată de elkhorn de la Curaçao, Florida și Puerto Rico pentru a fertiliza ouăle de elkhorn de la Curaçao.
Nu este surprinzător, sperma proaspătă s-a descurcat mai bine decât cea înghețată - o rată de fertilizare de 91 la sută, comparativ cu 37 până la 82 la sută pentru sperma Curaçao înghețată, de la 3 la 19 la sută pentru sperma congelată din Florida și 0 până la 24 la sută pentru Puerto Rico congelat sperma. Hagedorn spune că de multe ori depindea de calitatea ouălor, care a variat în cele două nopți. Și sperma înghețată în unele cazuri a fost pe gheață timp de 10 ani; Astăzi, tehnicile de crioprezervare sunt mai bune și ar duce probabil la rate mai mari de succes, spune ea.
Deși coralii sunt aceleași specii, au unele distincții genetice, astfel încât incompatibilitatea biologică este o problemă, spune Hagedorn. „Dar a funcționat, acesta a fost principalul lucru”, subliniază ea.
Cercetătorii speraseră să strângă și să trimită 100.000 de larve fertilizate, dar în schimb au reușit să creeze doar 20.000. La o lună, 55 la sută dintre minorii creați din spermă înghețată, iar 81 la sută dintre cei creați cu spermă proaspătă, erau încă în viață la cele două instituții, Mote Marine Laborator și Florida Aquarium Center for Conservation, unde sunt monitorizate. Acesta este un succes uriaș, spune Hagedorn.
„Cred că cel mai bun lucru pe care l-am făcut vreodată este patru la sută”, spune ea. „Creșterea a fost doar fenomenală.”
Următorul pas este să arătați că se pot maturiza. Speranța este să accelereze acea maturizare - folosind o tehnică dezvoltată de Mote - pentru a-i face să crească la vârsta de trei ani, în loc de șapte, spune Hagedorn.
Și în cele din urmă, ar dori să găsească o modalitate de a introduce noile elkhorn-uri, eventual mai rezistente în ocean. „În timp ce încercăm să creăm instrumente mai bune pentru restaurare, trebuie să le putem încerca în sălbăticie”, spune Hagedorn. „Altfel, de ce să le creezi?”
Deoarece au rase încrucișate, este dovada că sunt aceleași specii - deși izolate, aflate la distanță geografică. În ciuda asemănărilor, introducerea în sălbăticie nu trebuie luată ușor, spune Hagedorn. „Trebuie să fim foarte precauți în ceea ce privește acest lucru.”
Finanțarea acestui proiect a fost asigurată de Paul G. Allen Philanthropies, Paul M. Angell Family Foundation și Volgenau-Fitzgerald Family Fund.
