A szerencsejáték sok szempontból megtérítette a biológusok elkötelezett csoportját - és valószínűleg más tudósokat is, akik újszerű módszert keresnek a veszélyeztetett fajok megóvására.
Fagyasztott spermával az élő tojások megtermékenyítésére a kutatók képesek voltak egy földrajzi területről elkhorn korallot ( Acropora palmata ) tenyészteni egy másik területről származó elkhornnal, előkészítve az utat a nem veszélyeztetett fajok potenciális megmentésére, és ellenállóbbá téve az éghajlatváltozást., de a remény lehetőségét is biztosítja más fajok helyreállításához.
"Senki sem hitt abban, hogy ezt meg tudjuk tenni" - mondja Mary Hagedorn, a Smithsonian Conservation Biology Institute vezető kutatója és társszerzője a munkát leíró papírra, amelyet a múlt héten tartottak a floridai Reef Futures konferencián.
„Herculean volt, hogy ezt megcsináltuk. A munka minden szinten nehéz volt ”- mondja.
Hagedorn és több száz kolléga működött közre a projektben, amely hidegenkonzervált floridai, Puerto Ricóból és a karibi Curaçao-ból származó elkhorn spermákat használt a Curaçao-i elkhorn korallból gyűjtött élő tojások megtermékenyítésére lárvák létrehozására, amelyeket azután izolált tartályokban tenyésztettek a floridai óvodákban. Eddig az egy hónapos csecsemőkorallok (vagy toborzók) képezik az egyik legnagyobb élő hányadot, hidegenkonzervált anyagból létrehozva - az emberek kivételével - mondja Hagedorn.
A korallokat tanulmányozó kollégák elvetették azt a gondolatot, hogy a hidegkonzervációt alkalmazzák szaporodási szaporodási technikaként. "Nagyon nehéz volt megérteni az embereket, hogy megértsék, mennyire fontos ez a tudományos folyamat nem csak a biodiverzitás fenntartása szempontjából, hanem a helyreállítási folyamatok segítésében is, különösen akkor, ha jobb, robusztusabb korallokat próbálunk létrehozni a jövő számára" - mondja Hagedorn.
"Különleges, hogy ezt az áttörést az elkhorn korallokban végeztük, mivel ezek annyira fontosak a korallzátonyok építéséhez és a Karib-térség partvidékeinek védelméhez" - mondja Kristen Marhaver társszerző. (SCBI, Stephani Gordon fényképe) "A korallsperma kriokonzerváló képessége lehetővé teszi számunkra, hogy a korallokat ugyanúgy szaporítsuk, ahogyan az emberek évszázadok óta növényeket termesztenek - oly módon, hogy megtakarítják a genetikai sokféleséget a magbankokban, és a helyi populációk legerősebb egyedeit tenyésztik, hogy elősegítsék a fajok általánosabb teljesítményét" társszerzője Kristen Marhaver egy Smithsonian sajtóközleményben.
A kutatók az elkhornt - egy gyorsan növekvő nagy, elágazó korallot vastag agancsszerű ágakkal - választották, mivel az alapvető védelmet nyújt az emelkedő tengerek pusztulását sújtó szigetek számára, és mivel fontos szerepet játszik a halak élőhelyének biztosításában a Karib-térségben. A Nemzeti Tengerészeti Halászati Szolgálat 2006 óta szintén veszélyeztetett fajként szerepel.
Az Elkhorn több mint 90 százalékkal csökkent a karibi térségben - a betegség és a melegvíz miatt.
"Különleges, hogy ezt az áttörést az elkhorn korallokban végeztük, mivel ezek annyira fontosak a korallzátonyok építéséhez és a Karib-térség partvidékeinek védelméhez" - mondja Marhaver, a curaçaói CARMABI kutatóállomás társult tudósa.
A munka mögött az a gondolat volt, hogy megvizsgálja, vajon a Curaçao partjainak meleg vizeiben élő elkhornok valamilyen fajta különleges tulajdonságot tudnak-e adni a floridai és a Puerto Rico part menti elkhornoknak, amelyeknek melegebb hőmérséklete van.
Ahelyett, hogy elkhornot szállítanának Curaçao-ból más helyekre - amelyek, bár ugyanazok a fajok, potenciálisan új gombákat vagy baktériumokat vezethetnek be ezekbe a nem honos vizekbe - úgy döntöttek, hogy keresztezik a különféle elkhorn spermáját és petesejtjeit. helyszíneken.
A kutatóknak azonban először mind a spermát, mind a petesejteket be kellett vetniük - ami időzítést és egy kis szerencsét jelentett. Az elkhornok, akárcsak az összes korall, hermaphroditák, és így egyszerre engedik ki a petesejteket és a spermat.
Ismeretes, hogy az elkhorn évente egyszer ív, augusztusban a Karib-térségben, általában telihold körül. A sperma megszerzéséhez a búvárok általában egy zátonyra szállnak le, és keresik a jelet, hogy az elkhorn „beállít” vagy tartja a sperma-tojás kötegeket. Ezeket a kötegeket csak körülbelül fél órán keresztül tartják, tehát a búvároknak gyorsan el kell dobniuk egy műszemű selyemhálót a kötegek fölött - amelyek szinte pattanásnak tűnnek - és várniuk kell, hogy felszabaduljanak - mondja Hagedorn. A háló az úszó kötegeket gyűjtőberendezésbe tölti be, és a tudósok később elválaszthatják a spermát, egy tejszerű folyadékot a tojásoktól.
Mindkettő csak kb. Öt-hét órán keresztül életképes - ez teszi a Curaçao elkhorn és a floridai elkhorn-tenyésztés gondolatát trükkös javaslatnak. Hagedorn és munkatársai azonban 2007-ben kifejlesztettek egy technikát a sperma fagyasztására. Spermabankot indítottak Puerto Ricóban 2008-ban, egy újabb pedig Floridában. Ezt a fagyasztott spermát az élő tojások megtermékenyítésére használták fel, amelyeket Curaçaóban gyűjtöttek össze.
A gyűjtés folyamata azonban Curaçaóban nem ment zavartalanul. A zátonyok a parthoz közel voltak, ami megkönnyítette a belépést - a búvárok csak a halászfelszerelésükkel gázoltak. Hagedorn és munkatársai azonban nem voltak teljesen biztosak abban, hogy a curaçaói tündérhorgászat megérkezett. Mivel a telihold július végén, augusztusban pedig egy másik volt, nem akartak kockáztatni. Tehát hat héten keresztül a tudósok felkészültek a gyűjtésre, és a búvárok - minden éjjel - a zátonyra mentek, míg végül szeptember elején, majdnem két héttel az augusztus telihold után két nap alatt tartottak egy nagy ívást.
A kutatók a Curaçao-i friss spermát használják a friss tojások megtermékenyítésére. Készítették még három keresztsort is. A curaçaói, floridai és Puerto Ricóból származó elkhorn fagyasztott spermáit felhasználták mindegyikre, hogy megtermékenyítsék a curaçaói elkhorn tojásait.
Nem meglepő, hogy a friss sperma jobban teljesített, mint a fagyasztott: 91 százalékos műtrágyázási arány, szemben a fagyasztott Curaçao spermák 37–82 százalékával, 3–19 százalékkal a fagyasztott floridai spermákkal és 0–24 százalékkal a fagyasztott Puerto Rico-val. sperma. Hagedorn szerint gyakran függ a tojás minőségétől, amely a két éjszakánként változott. És a fagyasztott sperma bizonyos esetekben 10 éve jégen volt; ma a hidegkonzervációs technikák jobbak, és valószínűleg magasabb sikerességi rátákat eredményeznek - mondja.
És bár a korallok ugyanazok a fajok, vannak genetikai megkülönböztetéseik, tehát a biológiai összeférhetetlenség is kérdéses, mondja Hagedorn. "De működött, ez volt a legfontosabb dolog" - mutat rá.
A kutatók azt remélték, hogy összegyűjt és elküld 100 000 megtermékenyített lárvát, ám ehelyett csak 20 000 képesek létrehozni. Egy hónap elteltével a fagyasztott spermából létrehozott fiatal nők 55% -a, és a friss spermával létrehozott fiatalok 81% -a még életben volt a két intézményben, a Mote Marine Laboratory-ban és a Floridai Akvárium Megőrzési Központjában, ahol megfigyelés alatt állnak. Ez hatalmas siker - mondja Hagedorn.
"Azt hiszem, a legjobb, amit valaha csináltam, négy százalék" - mondja. "A növekedés csak fenomenális volt."
A következő lépés annak bemutatása, hogy érett-e. És a remény az érés felgyorsítása - a Mote által kifejlesztett technikát használva -, hogy hét éves helyett hároméves korukban szaporodjanak - mondja Hagedorn.
És végül szeretne találni egy módszert az új, esetleg ellenállóbb elkhornok óceánba juttatására. "Mivel jobb eszközöket próbálunk létrehozni a helyreállításhoz, ezeket képesnek kell lennünk kipróbálni vadonban" - mondja Hagedorn. - Egyébként miért készítjük őket?
Mivel kereszteződnek, ez bizonyíték arra, hogy ugyanazok a fajok - bár izolált, földrajzilag távoli fajok. A hasonlóságok ellenére a vadonba történő bejutást nem szabad könnyűnek venni - mondja Hagedorn. "Nagyon óvatosnak kell lennünk, hogyan csináljuk."
A projekt finanszírozását Paul G. Allen Philanthropies, a Paul M. Angell Család Alapítvány és a Volgenau-Fitzgerald Családi Alap támogatta.
