Кораљни гребени, бујна станишта у којима живи можда једна четвртина врста океана, одумиру алармантном брзином. Уједињене нације пројектују да ако температура океана порасте како је предвиђено, до 2100. године ниједан од 29 гребена наведених као УНЕСЦО-ве светско наслеђе још увек неће сместити функционалне екосистеме. Такве суморне могућности су подстакле научнике да се припреме за оно најгоре мислећи изван оквира. .
Користећи раствор против смрзавања оптерећен честицама злата и ласерима за брзо одмрзавање, тим са Хаваја први је пут криогенски смрзнуо и успешно одмрзнуо личинке кораља. Пробој би могао омогућити биобанкинг кораљних врста како би се очувала нестала разноликост гребена широм света. Криогеника би такође могла да помогне напорима на обнови одржавањем замрзнуте залихе кораљних ларви, спремних за репопулацију мртвих или умирућих гребена.
"Личинке можемо замрзнути, можемо их вратити, а оне су живе", каже Мари Хагедорн, корална биологиња са Смитхсониан Цонсерватион Биологи Институте (СЦБИ). Сљедећи кораци, напомиње она, су осигурање да кораљи могу исправно функционисати на гребену и повећати процес на великом броју корала.
Конфокалне слике личинки 3. дана које приказују флуоресценцију од ГФП-а (лево) и дистрибуције златних нанородских честица обложених ДиЛигхт-ом који окружују ларву у криопротектанту (десно). (Смитхсониан Институт за биолошку заштиту) Хагедорн-ово истраживање у коауторству недавно објављено у Сциентифиц Репортс-у у којем је детаљно описано како се личинке кораља гљиве ( Фунгиа сцутариа ) успешно смрзавају и оживљавају како би се нормално развијале и пливале до 12 сати. Научници би били одушевљени када би декимирани корални гребени на свету могли да уживају у тако успешном другом чину.
Гребени и запањујућа биолошка разноликост која су домаћин под опсадом су климатске промјене која се брзо мења. Широко распрострањене последице чак и за људе који живе у природи укључују смањене залихе хране и деструктивну ерозију насељених обала. А велики смртни случајеви од гребена нису само пројекција, већ су стварност. Огроман догађај избељивања кораља у периоду од 2014. до 17. године нагласио је 75 процената светских гребена и убио око 30 процената корала на чувеном Великом баријерском гребену. Такве епизоде постају толико честе да недавна Национална процена климе сугерира да ће бељење кораља бити годишњи догађај на Хавајским острвима и на Америчкој Самои до 2040. године.
Кораљи се могу прилагодити променљивом окружењу, али на неким местима темпо је једноставно пребрз. Могућност глазуре и реанимације може вам помоћи да купите мало времена.
Бојење фелоидином: Свеобухватни флуо-флуоресцентни микроскопски снимци личинки Ф. сцутариа обојених на актин. (Смитхсониан Институт за биолошку заштиту) Замрзавање корала показало се релативно лако, каже Хагедорн. Личинке су једноставно утонуле у течни азот након што су третиране са неким врстама криопротектаната „антифризом“ посебно направљеним да им помогну да се равномерно смрзавају, без стварања ледених кристала.
„Ледени кристали су заиста наша болест“, каже она. „Могуће је да постоје нека ситна језгра која се формирају током процеса смрзавања, а о њима можете мислити као пахуље. Али не желите да те пахуље расту у веће ледене копље које уништавају ћелије. “Контраинтутивно, проблем ледених кристала је у ствари најгори током загревања замрзнутих примерака.
„Замислите воду, полако се смрзава, и она тачка у којој неколико кристала одједном релативно брзо прерасте у ледене крхотине док се смрзава“, објашњава Јонатхан Дали, главни аутор овог часописа и пост-докторски сарадник на СЦБИ и Хавајском институту за морско море Биологија. "То се дешава у одређеном температурном опсегу, а ви пролазите кроз тај опсег када се хлади, али и када се загревате."
Већина ћелијских смрти догађа се током процеса загревања, али научници могу спречити стварање ледених кристала тако што брзо одмрзавају кораљне ларве. Да би постигао брзину, тим је користио технику коју је Хагедорн измамио на ембрионима Зебрафисх са једним или два удара чврстих честица злата и ласерском светлошћу.
Холивудски ласери су можда довољно врући да испаре ванземаљца, али верзије у лабораторији још увек не могу да пренесу топлоту довољно и равномерно да одмрзавају сићушни ембрион без помоћи. Научници су тако увели честице наногдола дистрибуиране у раствору антифриза, који су апсорбирали светло из ласера и претворили га у топлоту која је успешно довела кораљ из његовог дубоког смрзавања. "Одмрзава се у секунди", каже Дали.
Јонатхан Дали криосервира кораљне ларве. (Фондација Гари Цранитцх / Греат Барриер Рееф Фоундатион) Замрзавање одрживих корала има потенцијал да одржи будућу биолошку разноликост очувањем читавог спектра генетике кораља. "Ми немамо појма како бисмо могли да користимо овај материјал за 100 година, али радити ово сада док још увек имамо пуно разноликости на гребенима и губимо га веома брзо, заиста је важно", каже Хагедорн. Четрнаест врста кораљне сперме и ембриона сакупљених на Великом баријерском гребену већ је замрзнуто у аустралијском зоолошком врту Таронга Вестерн Плаинс, а десет других у УСДА-овом Националном програму за гермплазму животиња у затвореном Форт Цоллинсу, ЦО.
За спремљену сперму биће потребно упаривање са живим јајима, али Маделеине ван Оппен, с Аустралијског института за науку о мору и Универзитета у Мелбоурну, каже да ово достигнуће мења игру показујући способност замрзавања комплетног организма који се, надамо се, може одмрзнути. да живимо и растемо.
„Веома је важно сачувати тренутну генетску разноликост како бисмо у будућности могли да је користимо попут семенске банке која је развијена за биљне врсте“, наставља ван Оппен. „Људи се могу вратити и направити залихе усева који су можда отпорнији на сушу или врућину, јер имају ону генску разноликост која им то омогућава. Дакле, ако можемо да учинимо нешто слично Глобалном семену за кораље, то ће бити изузетно моћно у будућности. “
Нажалост, та будућност још увек није ту. Кораљ гљиве био је смрзнут јер су његове личинке мале и лако се раде. Сада је тим изазов да изврши угађање свега, од састава антифриза до подешавања ласера, тако да се крупнији кораљи за изградњу гребена могу слично сачувати. "Мислимо да ће то бити скалабилно", каже Хагедорн.
Кораљ одрасле гљиве (Ф. сцутариа). (Смитхсониан Институт за биолошку заштиту) Други изазов је увелико проширење величине операције тако да се може користити за обнову гребена.
"Морамо прећи од замрзавања стотина ових ствари до стотина хиљада како бисмо чак добили и неки кораљ да живи на гребену", каже Хагедорн. Ако се такав број личинки може криогено сачувати, то повећава могућност повећања брзине репродукције кораља. Простирање кораља догађа се само када су услови савршени, једном годишње и само неколико дана.
„Ако можемо да направимо складиште замрзнутих личинки које бисмо могли извући из замрзивача кад год је потребно да обновимо гребен, то би могло да се уради у било које доба године, тако да нисте ограничени на догађај мријестања кораља. То би, наравно, било потпуно феноменално “, каже ван Оппен. "То би било посебно тачно ако бисте је могли комбиновати са неким текућим радом како бисте покушали развити залихе кораља који су отпорнији на топлоту."
Поновно увођење једном смрзнутог корала можда се неће показати врло успешним на местима где још увек постоје услови због којих су гребени одумрли. Али ако се корално окружење побољша, или ако људи могу да створе кораље који су отпорнији на будуће услове, постоји велика шанса да ћемо имати популацију криогених корала који се одмрзавају и служе спремни да их искористе.
