Šest tjedana tijekom proteklog ljeta, Mary Hagedorn čekala je na otoku Curaçao jednu noć u godini onaj kok elkhorn - veliki razgranati koralj koji nalikuje rogovima losova. Napokon, kako se ljeto prolilo u rujan, ekološki ugroženi koralj oslobodio je ogromne oblake snopova jaja i sperme. Hagedorn je imao ono što je čekala: svježa koraljna jajašca križala su se s 10-godišnjom krio konzerviranom ili smrznutom spermom.

Hagedorn je vanredni profesor na Havajskom institutu za biologiju mora i znanstvenik na Institutu za konzervatorsku biologiju Smithsonian. Sama je sebi dala ime po stvaranju polja koralne kriobiologije, praksi proučavanja kako koralne stanice reagiraju na hladnim temperaturama i istraživanju može li zamrzavanje koralja tekućim dušikom pomoći očuvanju i proširenju ugrožene ili ugrožene populacije koralja. Hagedorn također pomaže u stvaranju prvog spremišta genoma za koralne sperme. Njezin je cilj u Curaçaou bio križanje 10-godišnje sperme sa svježim jajima sakupljenim sa zapadnih Kariba kako bi se utvrdilo može li se smrznuta koraljna sperma s jednog područja Kariba odmrzavati i križati se s jajima koralja iste vrste u drugom području.

Kriobiologija je nekada bila stvar futurističkih filmova. Danas je to možda ono što spašava koralne grebene budućnosti. U listopadu je Međuvladino vijeće za klimatske promjene Ujedinjenih naroda objavilo posebno izvješće u kojem predviđa gubitak koralnih grebena od 70 do 90 posto u svijetu zbog klimatskih promjena. To je značajno jer koralni grebeni u nekom trenutku svog životnog ciklusa čine više od četvrtine cjelokupnog morskog života, uključujući i mnoge riblje vrste koje jedemo.

Medium je razgovarao s Hagedornom i postdoktorskim suradnikom Jonathanom Dalyjem, koji pomaže u istraživanju.

Srednja: Počnimo s osnovama. Zašto je važna kriobiologija koralja?

Mary Hagedorn: Kriobiologija koralja može zamrznuti i pohraniti [žive stanice] ugroženih područja grebena. Zatim se ovaj materijal može odmrzavati i koristiti za ponovno ojačavanje oštećenih populacija ili ponovno spremanje oceana budućnosti.

Elkhorn koralj nekada je bio prilično obilan na cijelim Karibima, ali sada je jedan od najugroženijih korala. Kako se kriobiologija može upotrijebiti za oporavak?

Hagedorn: Koralj je rodio samo nekoliko noći svake godine i samo nekoliko sati svake noći. Stoga smo prilično ograničeni na vrijeme koje je dostupno za proučavanje i razumijevanje načina na koji koraljne stanice mogu reagirati na različite kriobiološke postupke. Jedan od tih naziva se potpomognut protok gena, pri čemu bi [koralni] geni iz drugih područja mogli poboljšati opstanak udaljene populacije iste vrste. Dokazano je da protok potpomognutog gena djeluje u nekim populacijama korala između korala sjevernog i središnjeg koralnog grebena. Međutim, [u tom slučaju] oni su zapravo premjestili kolonije, pa su prešli svježa jajašca i spermu iz dviju regija. Razvijamo alate za potpomognut protok gena pomicanjem smrznute sperme. To je važno jer se fragmenti populacije više neće pojavljivati ​​u istim noćima, što izaziva veću izolaciju i gubitak genetske raznolikosti. To se već dogodilo za ugrožene populacije elkhorna na Floridi.

Dakle, konačno ste dobili svoja svježa jajašca za križanje sa 10-godišnjom krio konzerviranom spermom u Curaçaou?

Hagedorn: Bio je to vrlo, vrlo dug proces, jer je to bio splitski mrijest, što znači da su u kolovozu bile dvije pune mjeseca. Kad se to dogodi, obično će se koralji obaviti oba puta. Možda je jedan put bolji od drugog, ali dobiti ćete materijal oba puta. U Curacau se to nije dogodilo. Zapravo, nisu se mrijestili do posljednjeg dana, a čekali smo šest tjedana. Bilo je brutalno. Ja sam bila osoba s obale, ali tako mi je bilo žao kolega koji su ronili svake večeri šest tjedana.

Znači li to da ćete pustiti ove koraljne križeve u područja s malim brojem koralja elkhorn?

Hagedorn: To se možda ne bi smjelo odmah dogoditi. Postoje vrlo stroga pitanja u pogledu izdavanja dozvola. Ne znam odgovor. Naš je posao dokazati znanost, testirati oplodnju krio konzerviranom spermom. Zatim, naš sljedeći korak je razgovor s menadžerima. U prosincu imamo sastanak kako bismo razgovarali o našim rezultatima i vidjeli što radimo od tamo.

Realno, koliko brzo možemo očekivati ​​da ćemo vidjeti kriokonzervirane koralje koji se koriste u postupcima očuvanja koraljnih grebena?

Hagedorn: Upravo sada pokušavamo dobiti bezbroj pokretnih komada kako bismo zajedno radili, poput bankarstva sperme, premještanja tih smrznutih stanica na ispravno mjesto, dobivanja dozvola za taj posao, dobivanja svježih jaja potrebnih za taj rad - [ što znači] dugi tjedan čekanja da se populacija koralja mrijesti - procjena i oplodnja jajašca smrznutom i odmrznutom spermom, uzgoj ličinki, poticanje naseljavanja i uzgoj doseljenika. Taj je proces godinama u nastajanju.

Ima li nade da će se koralji prirodno prilagoditi zagrijavanju mora?

Jonathan Daly: Možemo pogledati koralje ovdje u zaljevu Kaneohe, na Havajima, za neke odgovore. Paul Jokiel, 1970., na Havajskom institutu za biologiju mora, doveo je pet vrsta u zatočeništvo i izložio ih povišenim temperaturama. Oko 80 posto korala je umrlo. Nedavno je ponovljen isti eksperiment s istim spremnicima, istim vrstama i istim profilima temperaturnog naprezanja, ali više od 40 godina kasnije. Nevjerojatno, 80 posto korala je živjelo. Jasno, s obzirom na dovoljno vremena, koralj se može prilagoditi nekim promjenama u oceanskoj temperaturi. Brzi i opetovani događaji zagrijavanja najviše štete populaciji koralja, jer zagrijavanje remeti reprodukciju. Bez reprodukcije se prilagodba ne odvija.

Što je sljedeće?

Hagedorn: U narednih nekoliko godina usredotočit ćemo se na nekoliko područja. Prvo, razvijanje metoda očuvanja malih fragmenata koralja kako više nismo uvijek ograničeni reprodukcijom koralja. Ako budu uspješni, ti bi se mikrofragmenti mogli zamrznuti tijekom cijele godine, a zatim bi se mogli odmrzavati i koristiti za brzo stvaranje novih korala. One bi se mogle uzgajati u zatočeništvu ili ih staviti na grebene čim se pojave odgovarajuće dozvole.

Dva, razvijanje tehnika „visoke propusnosti“. Do danas, procesi krio konzerviranja, poput zamrzavanja zametaka, na kraju dana proizvode samo stotine smrznutih i odmrznutih ličinki. Da bismo bili uspješna tehnika restauracije, za nekoliko sati moramo proizvesti stotine tisuća. Ovo zahtijeva brže i mehanizirane postupke za smrzavanje i otapanje.

Tri, razvijaju robusnije i raspodijeljene banke divljih životinja širom svijeta, a moguće i u svemiru koje mogu sigurno održavati koraljni materijal u trajanju od jedne do desetke ili stotine godina.

Koralj u svemiru?

Hagedorn: Mnogo moramo učiniti prije nego što spremno spremimo krio konzervirani materijal u prostor, ali trebamo sličnu vrstu skladišta kao i sjeme Svalbarda [Global Seed Vault]. Razne lokacije u prostoru mogu nam omogućiti sigurno skladištenje kriokonzerviranog materijala na minus 196 Celzijevih stupnjeva. Morali bismo razviti dovoljnu zaštitu biomaterijala da bismo ga zaštitili od oštećenja zračenja.