A korallzátonyok, a buja élőhelyek, amelyekben az óceán fajainak valószínűleg egynegyede otthont ad, riasztó ütemben haldoklik. Az Egyesült Nemzetek Szervezete azt tervezi, hogy ha az óceán hőmérséklete az előrejelzések szerint megemelkedik, akkor az UNESCO világörökség részeként felsorolt 29 zátony közül egyik sem fogja megtenni funkcionális ökoszisztémáit 2100-ig. Az ilyen sötét lehetőségek arra ösztönzik a tudósokat, hogy a dobozon kívüli gondolkodással készüljenek a legrosszabbra. .
Az aranyszemcsékkel és gyorsan olvadó lézerekkel megterhelt fagyálló oldatot használva egy hawaii székhelyű csapat először kriogén módon fagyasztott és sikeresen kiolvasztott koralllárvákat. Az áttörés lehetővé tenné a korallfajok biobankását, hogy megőrizze a zátonyok eltűnő sokféleségét az egész világon. A kriogén gyógyszerek elősegíthetik a helyreállítási erőfeszítéseket azáltal, hogy megőrzik a korall lárvák fagyasztott állományát, készen állnak az elpusztult vagy haldokló zátonyok újratelepítésére.
"Lefagyaszthatjuk a lárvákat, visszahozhatjuk őket és életben vannak" - mondja Mary Hagedorn, a Smithsonian Conservation Biology Institute (SCBI) korallbiológusa. A következő lépések, megjegyzi, annak biztosítása, hogy a korallok életképesen működjenek egy zátonyon, és a folyamat megnövelése, hogy hatalmas számú korallon dolgozzon.
A 3. napi lárvák konfokális képei, amelyek a GFP fluoreszcenciáját mutatják (balra) és a lárvát körülvevő DyLight-bevonatú arany nanorod részecskék eloszlását krioprotektánsban (jobbra). (Smithsonian Conservation Biology Institute) A Hagedorn társszerző kutatása, amelyet nemrégiben a Science Reports-ben publikáltak, részletesen leírja, hogy a gombakorall ( Fungia scutaria ) lárvái sikeresen gyorsfagyasztva voltak és újjáéledtek, hogy normál fejlõdésre és akár 12 órán keresztül úszhassanak . A tudósok örülnének, ha a világ megtámadott korallzátonyai élvezhetnék egy ilyen sikeres második fellépést.
A zátonyokat és a megdöbbentő biodiverzitást ostromolják a gyorsan változó éghajlat. A szárazföldi embereket is érintő széles körű következmények közé tartozik a csökkent élelmezéskészlet és a lakott partok pusztító eróziója. És a nagy zátonyhalál nem csupán vetítés kérdése, hanem már valóság is. Egy hatalmas 2014-17-es korallfehérítő esemény a világ zátonyának 75% -át kihangsúlyozta, és a híres Nagyhordó-zátonyon korallok mintegy 30% -át megölte. Az ilyen epizódok annyira gyakoriak, hogy a közelmúltbeli nemzeti éghajlati értékelés szerint a korallfehérítés 2040-re éves esemény lesz a Hawaii-szigeteken és az amerikai Szamoa-ban.
A korallok alkalmazkodni tudnak a változó környezethez, de egyes helyeken a tempó egyszerűen túl gyors. A jegesedés és a reanimálás lehetősége segíthet egy idő megvásárlásában.
Phalloidin festés: Az aktinnal festett F. scutaria lárvák fejlődő phalloidin fluoreszcens mikroszkópos képei összességében számítanak. (Smithsonian Conservation Biology Institute) A korall fagyasztása viszonylag egyszerűnek bizonyult - mondja Hagedorn. A lárvákat egyszerűen folyékony nitrogénbe töltötték, miután fagyálló fagyállóval kezelték őket, amelyet kifejezetten azért alakítottak ki, hogy elősegítsék egyenletes fagyásukat jégkristályok képződése nélkül.
"A jégkristályok valóban a mi neemik" - mondja. Lehet, hogy vannak apró magok, amelyek a fagyasztási folyamat során képződnek, és ezekre hópelyhekként gondolhatunk. De nem akarja, hogy azok a hópelyhek nagyobb jégkristályokká alakuljanak, amelyek elpusztítják a sejteket. ”Ellentétesen az a tény, hogy a jégkristály probléma a legrosszabb a fagyasztott példányok melegítésekor.
„Képzelje el a lassan fagyó vizet, és azon a ponton, ahol néhány kristály hirtelen viszonylag gyorsan jeges szilánkká válik, amikor lefagy” - magyarázza Jonathan Daly, a papír vezető szerzője, valamint az SCBI és a Hawaii Tengerészeti Intézet posztdoktori doktora. Biológia. "Ez egy bizonyos hőmérsékleti tartományon belül történik, és ezen a hőmérsékleti tartományon megy keresztül, amikor hűt, de melegszik is."
A legtöbb sejthalál a felmelegedés során következik be, de a tudósok megakadályozzák a jégkristályok kialakulását a korall lárvák gyors felolvasztásával. A sebesség elérése érdekében a csapat olyan technikát használt, amelyen Hagedorn a Zebrafish embrióin egy-két ütéssel szilárd aranyrészecskéket és lézerfényt csiszolt.
A hollywoodi lézerek elég forróak lehetnek az idegen elpárologtatásához, ám a laboratóriumi verziók még mindig nem voltak képesek gyorsan és egyenletesen átvinni a hőt ahhoz, hogy segítség nélkül elolvassanak egy apró embriót. Tehát a tudósok bevezettek a fagyálló oldatban eloszló nanogold részecskéket, amelyek elnyelik a fényt a lézerből, és hővé változtatják azt, ami sikeresen kiszállította a korallot mélyfagyából. „Egy másodpercen belül megolvad” - mondja Daly.
Jonathan Daly korall lárvákat fagyasztva tartósítóan. (Gary Cranitch / Nagy Védő Zátony Alapítvány) Az életképes korallok fagyasztása a korallgenetika teljes tartományának megőrzésével fenntarthatja a jövőbeni biodiverzitást. "Fogalmunk sincs, hogyan tudnánk felhasználni ezt az anyagot 100 év alatt, de ezt most elvégezni, miközben még mindig nagyon sokféleség van a zátonyokon, és nagyon gyorsan elveszítjük, nagyon fontos" - mondja Hagedorn. Tizennégy faj a korallzátonyon gyűjtött korall spermiumokból és embriókból már fagyasztva van az ausztráliai Taronga Western Plains Állatkertben és tíz másik az USDA nemzeti állati csíraplazma programjában a tengerparttal nem rendelkező Fort Collinsben, CO.
A tárolt spermáknak élő tojásokkal való párosítást kellene elvégezniük, ám Madeleine van Oppen, az Ausztrál Tengerészeti Tudományi Intézet és a Melbourne-i Egyetem azt állítja, hogy ez az eredmény megváltoztatja a játékot, bemutatva azt a képességet, hogy megfagyjon egy teljes organizmus, amely remélhetőleg megolvadt. élni és növekedni.
„Nagyon fontos megőrizni a jelenlegi genetikai sokféleséget, hogy a jövőben hasonlóképpen felhasználhassuk, mint a növényfajok számára kifejlesztett magbank” - folytatja van Oppen. „Az emberek visszamenhetnek, és olyan növényfajtákat készíthetnek, amelyek jobban ellenállnak az aszálynak vagy a hőnek, mivel rendelkeznek a genetikai sokféleség bankjával, amely ezt lehetővé teszi. Tehát ha meg tudunk csinálni valami hasonlót a Global Seed Vault-hoz a korallok számára, akkor ez rendkívül nagy teljesítményt jelent a jövőben. ”
Sajnos a jövő még nincs itt. A gomba korallát fagyasztották, mert lárvái kicsik voltak és könnyen kezelhetők. Most a csapatnak kihívást jelent az, hogy mindent megváltoztasson a fagyálló kompozíciótól a lézerbeállításokig, hogy a nagyobb, zátonyépítő korallok hasonló módon megőrződjenek. "Úgy gondoljuk, hogy méretezhető lesz" - mondja Hagedorn.
Felnőtt gomba korall (F. scutaria). (Smithsonian Conservation Biology Institute) Egy másik kihívás a művelet nagymértékű kibővítése, így felhasználható a zátonyok helyreállítására.
"E dolgok százaiból fagyasztva kell százezreken át mennünk ahhoz, hogy még korallokat éljünk egy zátonyon" - mondja Hagedorn. Ha ilyen számú lárvát lehet kriogén módon megőrizni, akkor felmerül a korall lassú szaporodási sebességének feltöltésének lehetősége. A korall-ívás csak akkor valósul meg, ha a körülmények tökéletesek, évente egyszer, és csak néhány napig.
„Ha felállíthatunk egy fagyasztott lárvák raktárkészletét, amelyet bármikor ki tudunk húzni a fagyasztóból, amikor szükségünk van egy zátony helyreállítására, akkor ezt meg lehet tenni az év bármelyik szakaszában, így nem korlátozódhat egy korall-ívási eseményre. Ez természetesen teljesen mesés lenne ”- mondja van Oppen. "Ez különösen igaz lenne, ha összekapcsolnánk néhány folyamatban lévő munkával annak érdekében, hogy megkíséreljünk hőtűrőbb korallkészleteket kifejleszteni."
Az egyszer fagyasztott korallok újbóli bevezetése nem bizonyul túl sikeresnek azokon a helyeken, ahol a zátonyok elsõsorban a pusztulást okozó körülmények továbbra is fennállnak. De ha a korallkörnyezet javul, vagy ha az emberek képesek olyan korallokat létrehozni, amelyek jobban ellenállnak a jövőbeni körülményeknek, akkor nagy esély van arra, hogy a kriogén korall felolvasztására és kiszolgálására szolgáló népesség készen áll arra, hogy kihasználhassa azt.
