Това, което в много отношения е залагането, се е отплатило за специализирана група биолози - и вероятно за други учени, които търсят нов начин за опазване на застрашените видове.
Използвайки замразени сперматозоиди за оплождане на живи яйца, изследователите успяха да размножават елхороновите корали ( Acropora palmata ) от един географски район с елхорн от различен район, проправяйки пътя за потенциално спасяване не само на тези застрашени видове и го правят по-издръжлив на климатичните промени, но също така предоставя алея за надежда за възстановяване на други видове.
"Никой не вярваше, че можем да направим това", казва Мери Хегердн, старши научен сътрудник в Смитсънския консервационен биологичен институт и съавтор на книга, описваща работата, която беше представена на конференцията на Риф фючърсите във Флорида миналата седмица.
„Това беше Херкулеан, че свършихме това. Работата беше толкова тежка на всяко ниво “, казва тя.
Hagedorn и стотици колеги сътрудничиха на проекта, който използва криоконсервиран елхорнен сперма от Флорида, Пуерто Рико и Курачао в Карибско море за оплождане на живи яйца, събрани от корал на elkhorn в Кюрасао, за да създадат ларви, които след това се отглеждат в резервоари за изолация в разсадници във Флорида. Досега едномесечните бебешки корали (или новобранци) съставляват една от най-големите живи популации, създадени от криоконсервиран материал - с изключение на хора, казва Хагедорн.
Колеги, които изучават корали, са пренебрегнали идеята да се използва криоконсервация като техника за асистирана репродукция, казва тя. „Беше много трудно хората да разберат колко важен е този научен процес не само за поддържането на биоразнообразието, но и за подпомагането на процесите на възстановяване, особено там, където се опитваме да създадем по-добри, по-здрави корали за бъдещето“, казва Хагедорн.
„Особено специално е, че направихме този пробив в коралите на елхорн, защото те са толкова важни за изграждането на коралови рифове и защита на бреговите линии по цялото Карибско море“, казва съавторът Кристен Мархавър. (SCBI, снимка на Стефани Гордън) „Възможността за криосъхранение на кораловите сперматозоиди ни позволява да отглеждаме корали по същия начин, по който хората отглеждат култури от векове - чрез спестяване на генетично разнообразие в семенните банки и отглеждане на най-силните индивиди от местните популации, които да помогнат на вида да се справи по-добре като цяло“, казва проучването автор на съавторството Кристен Мархавър в съобщение за пресата на Smithsonian.
Изследователите избрали елхорн - бързорастящ голям разклонен корал с дебели клони, наподобяващи мравуняк - тъй като той действа като основен защитник на островите, изправени пред унищожаване от извисяващи се морета, и поради значението му за осигуряване на местообитание на риба в цялото Карибско море. Той също така е включен в списъка от 2006 г. като застрашен вид от Националната служба за морски риболов.
Elkhorn са намалели с над 90 процента в Карибите - поради болести и затоплящи се води.
„Особено специално е, че направихме този пробив в коралите на елхорн, защото те са толкова важни за изграждането на коралови рифове и защита на бреговите линии по цялото Карибско море“, казва Мархавър, асоцииран учен от изследователската станция на CARMABI в Кюрасао.
Идеята зад работата беше да се види дали елхорнът, който живее в топлите води край бреговете на Курасао, може да придаде някакъв вид специални качества на елхорн в крайбрежната Флорида и Пуерто Рико, които сега изпитват по-топли температури.
Вместо да преместят елхорн от Курасао до другите места - които, въпреки че са един и същи вид, потенциално биха могли да въведат нови гъбички или бактерии в тези неместни води - те решиха да кръстосат спермата и яйцата на елхорн от различни места.
Но изследователите първо трябваше да уловят както спермата, така и яйцата - което включваше времето и малко късмет. Елхорните, както всички корали, са хермафродити и по този начин отделят едновременно яйца и сперма.
Известно е, че елхорнът хвърля хана веднъж годишно през август в Карибите, обикновено около пълнолуние. За да получат сперматозоидите, водолазите обикновено се спускат до рифа и търсят сигнала, че елхорнът „настройва“ или държи снопа на сперматозоидите. Те държат тези снопове само около половин час, така че водолазите трябва бързо да хвърлят изкуствена копринена мрежа върху сноповете - които изглеждат почти като акне - и да изчакат да се освободят, казва Хагедорн. Мрежата прелива плаващите снопове в устройство за събиране и учените могат по-късно да отделят спермата, млечна течност, от яйцата.
И двамата са жизнеспособни само за около пет до седем часа - което прави идеята да се отглежда елхор на Кюрасао с елхор от Флорида, трудна идея. Но през 2007 г. Хегердн и нейните колеги разработиха техника за замразяване на сперма. Те започнаха банка за сперма в Пуерто Рико през 2008 г. и още една скоро след това във Флорида. Тази замразена сперма е била използвана за оплождане на живите яйца, които са се събрали в Кюрасао.
Все пак процесът на събиране не протече гладко в Кюрасао. Рифовете се намираха близо до брега, което улесняваше достъпа - водолази, току-що прибрани със своята екипировка. Но Хеджърн и нейните колеги не бяха напълно сигурни, когато елхорн в Курачао хвърли хайвера си. С пълнолуние в края на юли и още една през август те не искаха да рискуват. И така, в продължение на шест седмици учените се подготвяха за събиране и водолазите ходеха до рифа - всяка вечер - докато накрая не станаха свидетели на голям хвърлен хайвер в продължение на два дни в началото на септември, почти две седмици след августовската пълна луна.
Изследователите използвали прясна сперма от Кюрасао, за да оплождат тези свежи яйца. Те също създадоха три други партиди кръстове. Те използвали замразена сперма от елхорн от Кюрасао, Флорида и Пуерто Рико, за да оплождат яйцата на елхорн от Курасао.
Не е изненадващо, че свежата сперма се справи по-добре от замразената - 91 процента на торене на торене, в сравнение с 37 до 82 процента за замразената сперма от Кюрасао, 3 до 19 процента за замразената сперма от Флорида и 0 до 24 процента за замразения Пуерто Рико сперма. Хагедорн казва, че често това зависи от качеството на яйцата, което варира през двете нощи. И замразената сперма в някои случаи беше на лед от 10 години; днес криоконсервационните техники са по-добри и вероятно биха довели до по-високи успеваемост, казва тя.
И въпреки че коралите са един и същи вид, те имат някои генетични различия, така че биологичната несъвместимост също е проблем, казва Хагедорн. „Но това работеше, това беше главното“, посочва тя.
Изследователите се надявали да съберат и изпратят 100 000 оплодени ларви, но вместо това успяват да създадат само 20 000. В един месец 55 процента от младите, създадени от замразена сперма, и 81 процента от тези, създадени със свежа сперма, все още бяха живи в двете институции, морската лаборатория Моте и центъра за опазване на аквариума във Флорида, където те се наблюдават. Това е огромен успех, казва Хагедорн.
„Мисля, че най-доброто, което съм правил, е четири процента“, казва тя. „Израстването просто беше феноменално.“
Следващата стъпка е да се покаже, че те могат да узреят. И надеждата е да ускорите това съзряване - използвайки техника, разработена от Моте - да ги накарате да хвърлят хайвера си на тригодишна възраст, вместо на седем, казва Хагедорн.
И в крайна сметка тя би искала да намери начин да вкара новите океани, вероятно по-издръжливи елхорни в океана. „Докато се опитваме да създадем по-добри инструменти за възстановяване, ние трябва да можем да ги опитаме в природата“, казва Хагедорн. "В противен случай, защо да ги създавате?"
Тъй като те са кръстосани, това е доказателство, че са един и същи вид - макар и изолиран, географски отдалечен вид. Въпреки приликите, въвеждането в природата не трябва да се приема леко, казва Хагедорн. „Трябва да сме много предпазливи в това как правим това.“
Финансирането на този проект беше осигурено от Пол Г. Алън Филантропи, Фондация за семейство Пол М. Анжел и Фамилен фонд Волгенау-Фицджералд.
