See, mis oli hasartmäng, on tasunud bioloogide pühendunud rühmale - ja võib-olla ka teistele teadlastele, kes otsivad uudset viisi ohustatud liikide säilitamiseks.
Kasutades külmutatud spermat elusate munade viljastamiseks, suutsid teadlased aretada ühest geograafilisest piirkonnast elkhorn-koralli ( Acropora palmata) teisest piirkonnast pärit elkhorn-koralliga, sillutades teed potentsiaalselt päästa mitte ainult ohustatud liike ja muutes selle kliimamuutustele vastupidavamaks., kuid pakub ka lootust, et taastada teisi liike.
"Keegi ei uskunud, et me seda suudame, " ütleb Smithsoniani looduskaitsebioloogia instituudi vanemteadur ja kaasautor Mary Hagedorn paberil, milles kirjeldati tööd, mida tutvustati eelmisel nädalal Floridas Reef Futures konverentsil.
“See oli Herakles, et selle saime korda. Töö oli igal tasandil nii raske, ”räägib ta.
Hagedorn ja sajad kolleegid tegid projekti kallal koostööd, mille käigus kasutati Floridast, Puerto Rico ja Kariibi mere saartelt külmsäilitatud põdrakannu seemnerakke Curaçao elkhornkorallidest kogutud elusate munade viljastamiseks, et tekitada vastseid, mida seejärel kasvatati eraldusmahutites Florida lasteaedades. Siiani moodustavad ühekuused beebikorallid (või värvatud) ühe suurima elatud populatsiooni, mis on loodud külmsäilitatud materjalist - välja arvatud inimesed, - ütleb Hagedorn.
Kolleegid, kes uurivad korallid, olid põlganud idee kasutada külmsäilitamist kunstliku paljundamise tehnikana, väidab naine. "See oli väga keeruline, et saada inimestest aru, kui oluline see teaduslik protsess polnud mitte ainult bioloogilise mitmekesisuse säilitamiseks, vaid ka taastamisprotsesside abistamiseks, eriti kui me üritame tulevikuks luua paremaid ja vastupidavamaid korallid, " ütleb Hagedorn.
"See on eriti eriline, et tegime selle läbimurre põdrakanalites, kuna need on nii olulised korallriffide ehitamisel kui ka Kariibi mere rannikualade kaitsmisel, " ütleb kaasautor Kristen Marhaver. (SCBI, foto autor: Stephani Gordon) "Korallide seemnerakkude külmsäilitamise võimalus võimaldab meil korallide kasvatamist samal viisil, nagu inimesed on sajandeid põllukultuure kasvatanud - säästes seemnepankades geneetilist mitmekesisust ja aretades kohalike asurkondade tugevaimad isendid, et aidata liikidel üldiselt paremini hakkama saada, " öeldakse uuringu kaasautor Kristen Marhaver Smithsoniani pressiteates.
Teadlased valisid põdrakanna - kiiresti kasvava suure, hargneva koralli, millel on paksud sarvetaolised oksad -, kuna see toimib tõusvate merede hävingu ees seisvate saarte hädavajaliku kaitsjana ja kuna see on oluline kalade elupaiga pakkumisel kogu Kariibi mere piirkonnas. Riiklik merekalanduse talitus on seda ka alates 2006. aastast ohustatud liikidena loetlenud.
Elkhorni arv on Kariibi mere piirkonnas vähenenud enam kui 90 protsenti - haiguse ja soojeneva vee tõttu.
"See on eriti eriline, et tegime selle läbimurre põdrakanalites, kuna need on nii olulised korallriffide ehitamisel kui ka kogu Kariibi mere kaldajoonte kaitsmisel, " ütleb Curaçao CARMABI uurimisjaama kaasteadur Marhaver.
Töö mõte oli näha, kas Curaçao ranniku lähedal soojas vees elavad põdrakad võivad Florida ranniku ja Puerto Rico rannikualadele anda teatud tüüpi eripäraseid omadusi, kus temperatuurid on praegu soojemad.
Selle asemel, et kolida Curaçaost teistesse paikadesse - ehkki nad on samad liigid, võib nendesse võõrkeelsetesse vetesse potentsiaalselt uusi seeni või baktereid viia - otsustasid nad ristata põdrakanepite seemnerakud ja munad erinevatest riikidest. asukohad.
Kuid teadlased pidid esmalt püüdma nii spermatosoidid kui ka munad - mis hõlmasid ajakava ja natuke õnne. Elkhorns, nagu kõik korallid, on hermafrodiidid ja vabastavad seega korraga nii munarakke kui ka seemnerakke.
On teada, et elkhorn kudeb Kariibi mere piirkonnas üks kord aastas augustis, tavaliselt täiskuu ümbruses. Sperma saamiseks laskuvad sukeldujad tavaliselt rifile ja otsivad signaali, et põdrakanep on seadistamas või hoiab sperma-muna kimbud. Nad hoiavad neid kimbud alles umbes pool tundi, seega peavad sukeldujad kiiresti kimpude kohale viskama kunstliku siidivõrgu - mis näeb välja peaaegu nagu akne - ja ootama, kuni see vabaneb, ütles Hagedorn. Võrk lehtrib ujuvad kimbud kogumisseadmesse ja teadlased saavad hiljem sperma, piimase vedeliku, munadest eraldada.
Mõlemad on elujõulised ainult umbes viis kuni seitse tundi - see teeb Curaçao põdrakanniku aretamise idee Florida põdrahornaga keerukaks ettepanekuks. Kuid 2007. aastal töötas Hagedorn ja tema kolleegid välja sperma külmutamise tehnika. Nad asutasid spermapanga Puerto Ricos 2008. aastal ja veel ühe varsti pärast seda Floridas. Seda külmutatud spermat kasutati Curaçaosse kogutud elusate munade viljastamiseks.
Sellegipoolest ei läinud kogumisprotsess Curaçaos sujuvalt. Karid olid kalda lähedal, mis hõlbustas ligipääsu - sukeldujad lihtsalt vedasid oma varustusega sisse. Kuid Hagedorn ja tema kolleegid polnud täiesti kindlad, kui Curaçaos elkhorn kudeb. Kuna juuli lõpus oli täiskuu ja augustis veel üks kuu, ei tahtnud nad mingit võimalust võtta. Niisiis valmistusid teadlased kuue nädala jooksul kogumiseks ette ja sukeldujad käisid reedel - igal õhtul - kuni lõpuks olid nad tunnistajaks septembri alguses kahel päeval suurele kudemisele, peaaegu kaks nädalat pärast augusti täiskuud.
Teadlased kasutasid värskete munade viljastamiseks Curaçao värskeid seemnerakke. Nad lõid ka kolm muud ristipartiid. Nad kasutasid Curaçaost, Floridast ja Puerto Rico pärit põldmarja külmutatud seemnerakke, et kumbki Curaçaost pärit põdramarja munarakke viljastada.
Pole üllatav, et värsked seemnerakud tegid paremini kui külmunud - 91 protsenti viljastamismäära võrreldes 37–82 protsendiga külmutatud Curaçao seemnerakkudega, 3–19 protsendiga külmutatud Florida seemnerakkudega ja 0–24 protsendiga külmutatud Puerto Rico seemnerakkudega sperma. Hagedorn ütles, et see sõltus sageli muna kvaliteedist, mis varieerus kahe öö jooksul. Ja külmunud sperma oli mõnel juhul jääl olnud 10 aastat; täna on külmsäilitusmeetodid paremad ja tõenäoliselt suurendaks see edukuse määra, ütles ta.
Ja kuigi korallid on samad liigid, on neil teatud geneetilised erinevused, seega on probleemiks ka bioloogiline kokkusobimatus, väidab Hagedorn. "Kuid see töötas, see oli peamine asi, " osutab naine.
Teadlased olid lootnud koguda ja saata 100 000 viljastatud vastset, kuid suutsid selle asemel luua vaid 20 000. Ühel kuul elas 55 protsenti külmutatud seemnerakkudest toodetud noorloomadest ja 81 protsenti värske spermaga loodud alaealistest kahes asutuses, Mote merelaboris ja Florida akvaariumi säilituskeskuses, kus neid jälgitakse. See on tohutu edu, väidab Hagedorn.
"Ma arvan, et parim, mida ma kunagi teinud olen, on neli protsenti, " ütleb ta. "Välja kasvamine on lihtsalt fenomenaalne olnud."
Järgmine samm on näidata, et nad saavad küpseks. Ja loodetakse seda küpsemist kiirendada - kasutades Mote'i välja töötatud tehnikat -, et nad saaksid kudema seitsme aasta asemel kolmeaastaselt, ütleb Hagedorn.
Ja lõpuks tahaks ta leida viisi, kuidas uued, võib-olla vastupidavamad põdrakanepid ookeani saada. "Kui proovime luua paremaid taastamisvahendeid, peame saama neid ka looduses proovida, " ütleb Hagedorn. "Muidu, miks neid luua?"
Kuna nad on ristandid, on tõestus, et nad on samad liigid - kuigi isoleeritud, geograafiliselt kaugel asuvad liigid. Vaatamata sarnasustele ei tohi loodusesse sissetoomist suhtuda kergekäeliselt, ütles Hagedorn. "Peame selle suhtes väga ettevaatlikud olema."
Selle projekti jaoks rahastasid Paul G. Allen Philanthropies, Paul M. Angelli Perefond ja Volgenau-Fitzgeraldi Perefond.
