Από πολλές απόψεις, το τυχερό παιχνίδι έχει αποδώσει για μια αφοσιωμένη ομάδα βιολόγων - και ενδεχομένως για άλλους επιστήμονες που αναζητούν ένα νέο τρόπο διατήρησης των απειλούμενων ειδών.
Χρησιμοποιώντας κατεψυγμένα σπερματοζωάρια για να γονιμοποιήσουν ζωντανά αυγά, οι ερευνητές μπόρεσαν να εκτρέψουν κοράλλια elkhorn ( Acropora palmata ) από μια γεωγραφική περιοχή με elkhorn από διαφορετική περιοχή, προετοιμάζοντας το δρόμο για δυνητική διάσωση όχι μόνο αυτών των ειδών που απειλούνται με εξαφάνιση και καθιστώντας την πιο ανθεκτική στην αλλαγή του κλίματος, αλλά και μια οδό ελπίδας για την αποκατάσταση άλλων ειδών.
"Κανένας δεν πίστευε ότι θα μπορούσαμε να το κάνουμε αυτό", λέει η Mary Hagedorn, ανώτερος ερευνητής στο Smithsonian Conservation Biology Institute και συγγραφέας συγγραφέας σε ένα έγγραφο που περιγράφει το έργο που παρουσιάστηκε στο Reef Futures Conference στη Φλόριντα την περασμένη εβδομάδα.
«Ήταν Herculean ότι το έχουμε κάνει αυτό. Το έργο ήταν τόσο σκληρό σε κάθε επίπεδο ", λέει.
Hagedorn και εκατοντάδες συνεργάτες συνεργάστηκαν στο έργο, το οποίο χρησιμοποίησε κρυοσυντηρούμενο σπέρμα elkhorn από τη Φλόριντα, το Πουέρτο Ρίκο και το Κουρασάο στην Καραϊβική για να γονιμοποιήσει τα ζωντανά αυγά που συλλέχθηκαν από το κοραλλιογενές κοράλλι στο Κουρασάο για να δημιουργήσουν προνύμφες που στη συνέχεια εκτράφηκαν σε απομονωτικές δεξαμενές σε φυτώρια στη Φλώριδα. Μέχρι στιγμής, τα κοράλλια μωρών ενός μηνός (ή στρατολόγοι) αποτελούν έναν από τους μεγαλύτερους ζωντανούς πληθυσμούς που δημιουργήθηκαν από κρυοσυντηρημένο υλικό - με εξαίρεση τα ανθρώπινα όντα, λέει ο Hagedorn.
Οι συνάδελφοι που μελέτησαν τα κοράλλια είχαν περιφρονεί την ιδέα της χρήσης της κρυοσυντήρησης ως τεχνικής υποβοηθούμενης αναπαραγωγής, λέει. "Ήταν πολύ δύσκολο να κατανοήσουμε πόσο σημαντική ήταν αυτή η επιστημονική διαδικασία όχι μόνο για τη διατήρηση της βιοποικιλότητας αλλά και για τη συντήρηση των διαδικασιών αποκατάστασης, ειδικά όταν προσπαθούμε να δημιουργήσουμε καλύτερα και πιο ισχυρά κοράλλια για το μέλλον", λέει ο Hagedorn.
"Είναι ιδιαίτερα ξεχωριστό το γεγονός ότι πραγματοποιήσαμε αυτή την ανακάλυψη σε κοράλλια elkhorn, επειδή είναι τόσο σημαντικά για την κατασκευή κοραλλιογενών υφάλων και την προστασία ακτογραμμών σε όλη την περιοχή της Καραϊβικής", λέει ο συν-συγγραφέας Kristen Marhaver. (SCBI, φωτογραφία του Stephani Gordon) «Η ικανότητά μας να κρυοσυντηρούμε το σπέρμα των κοραλλιών μας επιτρέπει να καλλιεργούμε κοράλλια με τον ίδιο τρόπο που οι άνθρωποι καλλιεργούν καλλιέργειες για αιώνες - εξοικονομώντας γενετική ποικιλότητα στις τράπεζες σπόρων και εκτρέφοντας τα ισχυρότερα άτομα από τους τοπικούς πληθυσμούς για να βοηθήσουν τα είδη να βελτιώσουν καλύτερα», συν-επικεφαλής συντάκτης Kristen Marhaver σε ένα δελτίο τύπου Smithsonian.
Οι ερευνητές επέλεξαν το elkhorn - ένα ταχέως αναπτυσσόμενο μεγάλο, διακλαδισμένο κοράλλι με παχιά κέρατα που μοιάζουν με κέρατα - επειδή λειτουργεί ως βασικός προστατευτικός παράγοντας για τα νησιά που αντιμετωπίζουν καταστροφή από τις ανερχόμενες θάλασσες και λόγω της σπουδαιότητάς του στην παροχή ιχθυοτόπων σε ολόκληρη την Καραϊβική. Έχει επίσης αναφερθεί από το 2006 ως απειλούμενο είδος από την Εθνική Υπηρεσία Θαλάσσιας Αλιείας.
Elkhorn έχουν μειωθεί κατά περισσότερο από 90 τοις εκατό στην Καραϊβική-λόγω της ασθένειας, και τα νερά της θέρμανσης.
"Είναι ιδιαίτερα ξεχωριστό ότι πραγματοποιήσαμε αυτή την ανακάλυψη σε κοράλλια elkhorn, επειδή είναι τόσο σημαντικά για την κατασκευή κοραλλιογενών υφάλων και την προστασία ακτογραμμών σε όλη την Καραϊβική", λέει ο Marhaver, συνεργατικός επιστήμονας στο ερευνητικό σταθμό CARMABI στο Κουρασάο.
Η ιδέα πίσω από τη δουλειά ήταν να δούμε αν ο elkhorn που ζει στα ζεστά νερά της ακτής του Κουρασάο θα μπορούσε να προσφέρει κάποιο είδος ειδικών χαρακτηριστικών στο elkhorn στην παράκτια Φλόριντα και το Πουέρτο Ρίκο, που τώρα ζουν θερμότερες θερμοκρασίες.
Αντί να μετακομίσουν ένα elkhorn από το Curaçao στις άλλες τοποθεσίες - οι οποίες, αν και είναι το ίδιο είδος, θα μπορούσαν ενδεχομένως να εισάγουν νέους μύκητες ή βακτηρίδια σε αυτά τα μη μητρικά νερά - αποφάσισαν να διασταυρώσουν το σπέρμα και τα αυγά του elkhorn από διαφορετικά τοποθεσίες.
Όμως, οι ερευνητές έπρεπε πρώτα να συλλάβουν τόσο το σπέρμα όσο και τα αυγά - που περιελάμβαναν χρονισμό, και, λίγο τύχη. Οι Elkhorns, όπως όλα τα κοράλλια, είναι ερμαφρόδιτες, και έτσι απελευθερώνουν ταυτόχρονα τα αυγά και το σπέρμα.
Είναι γνωστό ότι το elkhorn αναπτύσσεται μία φορά το χρόνο τον Αύγουστο στην Καραϊβική, συνήθως γύρω από μια πανσέληνο. Για να πάρετε το σπέρμα, οι δύτες συνήθως κατεβαίνουν σε έναν ύφαλο και ψάχνουν για το σήμα ότι ο elkhorn «ρυθμίζει» ή κρατώντας τις δέσμες σπερματοζωαρίων. Διατηρούν μόνο αυτές τις δέσμες για περίπου μισή ώρα, έτσι οι δύτες πρέπει να ρίξουν γρήγορα ένα τεχνητό μεταξωτό δίχτυ πάνω από τις δεσμίδες - που μοιάζουν σχεδόν με την ακμή - και περιμένετε να απελευθερωθούν, λέει ο Hagedorn. Το δίκτυο διοχετεύει τις πλωτές δέσμες σε μια συσκευή συλλογής και οι επιστήμονες μπορούν αργότερα να διαχωρίσουν το σπέρμα, ένα γαλακτώδες υγρό, από τα αυγά.
Και οι δύο είναι βιώσιμες μόνο για περίπου πέντε έως επτά ώρες - γεγονός που καθιστά την ιδέα της αναπαραγωγής ενός Curaçao elkhorn με μια Φλόριντα elkhorn μια δύσκολη πρόταση. Αλλά το 2007 η Hagedorn και οι συνεργάτες της ανέπτυξαν μια τεχνική για το πάγωμα του σπέρματος. Ξεκίνησαν μια τράπεζα σπέρματος στο Πουέρτο Ρίκο το 2008 και μια άλλη σύντομα στη Φλόριντα. Αυτό το κατεψυγμένο σπέρμα χρησιμοποιήθηκε για να γονιμοποιήσει τα ζωντανά αυγά που συγκεντρώθηκαν στο Κουρασάο.
Ωστόσο, η διαδικασία συλλογής δεν προχώρησε ομαλά στο Κουρασάο. Οι ύφαλοι βρίσκονταν κοντά στην ακτή, γεγονός που καθιστούσε εύκολη την πρόσβαση σε δύτες που απλώς περνούσαν με τα εργαλεία τους. Αλλά η Hagedorn και οι συνάδελφοί της δεν ήταν απολύτως βέβαιοι όταν το γουρούνι στο Curaçao. Με μια πανσέληνο στα τέλη Ιουλίου και μια άλλη τον Αύγουστο, δεν ήθελαν να πάρουν καμία πιθανότητα. Έτσι, για έξι εβδομάδες, οι επιστήμονες προετοίμαζαν τη συλλογή και οι δύτες πήγαν στον ύφαλο κάθε βράδυ - μέχρι να γίνουν τελικά μάρτυρες μεγάλης ωοτοκίας για δύο ημέρες στις αρχές Σεπτεμβρίου, σχεδόν δύο εβδομάδες μετά την πανσέληνο του Αυγούστου.
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν φρέσκο σπέρμα από το Κουρασάο για να γονιμοποιήσουν αυτά τα φρέσκα αυγά. Δημιούργησαν επίσης τρεις άλλες παρτίδες σταυρών. Χρησιμοποίησαν κατεψυγμένο σπέρμα του elkhorn από το Κουρασάο, τη Φλώριδα και το Πουέρτο Ρίκο για να γονιμοποιήσουν τα αυγά του elkhorn από το Κουρασάο.
Δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι το φρέσκο σπερματοζωάριο ήταν καλύτερο από το κατεψυγμένο ποσοστό 91 τοις εκατό γονιμοποίησης, σε σύγκριση με 37 έως 82 τοις εκατό για το κατεψυγμένο σπέρμα Curaçao, το 3 με 19 τοις εκατό για το κατεψυγμένο σπέρμα της Φλόριντα και το 0 έως 24 τοις εκατό για το παγωμένο Puerto Rico σπέρμα. Ο Hagedorn λέει ότι εξαρτιόταν συχνά από την ποιότητα των αυγών, η οποία κυμαινόταν κατά τις δύο νύχτες. Και, το κατεψυγμένο σπέρμα σε μερικές περιπτώσεις ήταν σε πάγο για 10 χρόνια. σήμερα, οι τεχνικές κρυοσυντήρησης είναι καλύτερες και πιθανόν να οδηγήσουν σε υψηλότερα ποσοστά επιτυχίας, λέει.
Και αν και τα κοράλλια είναι τα ίδια είδη, έχουν κάποια γενετική διάκριση, έτσι η βιολογική ασυμβατότητα είναι επίσης ένα ζήτημα, λέει ο Hagedorn. "Αλλά αυτό λειτούργησε, αυτό ήταν το σημαντικότερο πράγμα", επισημαίνει.
Οι ερευνητές ήλπιζαν να συγκεντρώσουν και να στείλουν 100.000 γονιμοποιημένες προνύμφες, αλλά αντ 'αυτού μπορούσαν να δημιουργήσουν μόνο 20.000. Σε ένα μήνα, το 55% των νεαρών παιδιών που δημιουργήθηκαν από κατεψυγμένο σπέρμα και το 81% από αυτά που δημιουργήθηκαν με φρέσκο σπέρμα ήταν ακόμα ζωντανοί στα δύο ιδρύματα, στο Mote Marine Laboratory και στο Κέντρο Φυτοπροστασίας του Φλόριντα, όπου παρακολουθούνται. Αυτή είναι μια τεράστια επιτυχία, λέει ο Hagedorn.
"Νομίζω ότι το καλύτερο που έχω κάνει είναι το 4%", λέει. "Η ανάπτυξη είναι μόλις φαινομενική."
Το επόμενο βήμα είναι να δείξουμε ότι μπορούν να ωριμάσουν. Και η ελπίδα είναι να επιταχυνθεί αυτή η ωρίμανση - χρησιμοποιώντας μια τεχνική που αναπτύχθηκε από τον Mote - για να τους ωθήσει να γεννήσει σε τρία χρόνια, αντί για επτά, λέει ο Hagedorn.
Και τελικά, θα ήθελε να βρει έναν τρόπο να αποκτήσει τους νέους, ίσως πιο ανθεκτικούς elkhorns στον ωκεανό. "Καθώς προσπαθούμε να δημιουργήσουμε καλύτερα εργαλεία για την αποκατάσταση, πρέπει να μπορούμε να τα δοκιμάσουμε στο φυσικό περιβάλλον", λέει ο Hagedorn. "Διαφορετικά, γιατί να τις δημιουργήσουμε;"
Επειδή διασταυρώνονται, είναι απόδειξη ότι είναι τα ίδια είδη - αν και απομονωμένα, γεωγραφικά-μακρινά είδη. Παρά τις ομοιότητες, η εισαγωγή στην άγρια φύση δεν πρέπει να ληφθεί ελαφρώς, λέει ο Hagedorn. "Πρέπει να είμαστε πολύ προσεκτικοί στο πώς κάνουμε αυτό".
Η χρηματοδότηση αυτού του έργου παρέχεται από τον Paul G. Allen Philanthropies, το Paul M. Angell Family Foundation και το Οικογενειακό Ταμείο Volgenau-Fitzgerald.
