https://frosthead.com

Чување корала ... Кроз банке Сперма?

Растегнута џиновска лигња на нашим леђима и реп модела правог кита висине 45 стопа, који се надвија изнад наших глава у Националној музеји природне историје, океанска дворана, лако је замислити да седимо на кораљном гребену. Мари Хагедорн, морска биологиња са Смитхсониан Институт за биологију, скицира сцену: „Рецимо да је све једна врста. Можемо замислити Ацропора палмата . Изгледају попут секвоја. Они су мамутни кораљи, а испред нас је на стотине. "

Угрожена врста, позната и као кораља елкхорн, јер њене гране наликују роговима јелена, налази се у плиткој води широм Кариба. Једном годишње, у августу или септембру, врсте се размножавају сексуално, методом која се назива "емитовање мријеста." њихов мријест. За две до четири ноћи, сваки појединачни корални полип на колонији ослобађа сноп јаја и сперме у водени стуб. Врећице, које Хагедорн описује као грозде грожђа, испливавају на површину где се ломе, помешају се са онима из других колонија и оплођују једни друге.

Хагедорн је био свједок укупно 63 мријеста из десет различитих врста, укључујући Ацропора палмата, на Карибима и Тихом океану. "Имаћемо неке испред себе, а можда неке с леве стране, а неке десно у тим популацијама", каже она и маше рукама као да води оркестар од дрвења корала у нашем замишљеном гребену.

Кораљни гребени су дом једне четвртине свих морских врста. Они штите обалу од урагана и цунамија и извор су потенцијалних биофармацеутика. Али у последњих 30 година, само на Карибима уништено је запањујућих 80 процената корала. Коралне болести су све јаче јер се погоршава квалитет воде, а сагоревање фосилних горива повећава количину угљен-диоксида раствореног у морској води, што заузврат повећава киселост воде. Скелетни наслаге корала, који формирају гребене, нагризају у киселој води попут зуба у соде. Отприлике једна трећина свих корала прети изумирање, а неки стручњаци за кораље кажу да бисмо могли изгубити гребене онако како их познајемо до 2050. године.

До пре седам година Хагедорн је проучавао рибу. Али након што је успела да криом конзервира рибље ембрионе - тј. Замрзава их и чува за каснију употребу - мислила је да ће можда моћи да примјени неке исте технике на кораљу. 2004. године, да би се приближила дрвећу корала, преселила се из Вашингтона, на североисточну обалу Оаху-а, где је стационирана на Хавајском институту за морску биологију на острву кокоса. Направила је прва замрзнута складишта коралне сперме и ембрионалне ћелије. „Банке сперме“, са узорцима кораља елкхорн и корала хавајске гљиве, су врсте осигурања, тако да би се од сада могло искористити једну, 50 или чак 1.000 година како би се вратила и додала генетска разноликост умирућој популацији. „Моја ствар је да планирам најгоре и надам се најбољем“, каже она. „То је тако мала цена да направите замрзнуту банку. А, трошкови не раде то је тако астрономски. Нема смисла да то не учиним. "

Хагедорн је био свједок укупно 63 мријеста из 10 различитих врста на Карибима и Тихом океану. (Мари Хагедорн) Отприлике једна трећина свих корала прети изумирање, а неки стручњаци за кораље кажу да бисмо могли изгубити гребене онако како их познајемо до 2050. године (Мике Хенлеи у Националном зоолошком врту) „Ако изгубимо своје коралне гребене, то ће бити први екосистем који смо изгубили док је човек жив. Биће на стражи и највише због нас. Мислим да то није прихватљиво ", каже Хагедорн, са десне стране. (Јим Даниелс) Мари Хагедорн креирала је прва замрзнута складишта коралне сперме. „Банке сперме“, са узорцима кораља елкхорн, који су приказани овде, и кораљем хавајски гљива, врста су осигурања. (Царлос Виллоцх / Специјалистичка берза / Цорбис)

Изазов за Хагедорн бити је на правом месту у право време. У Оахуу је у спремном положају када су хавајски кораљи гљиве простирали два дана после пуног месеца у јуну, јулу, августу и септембру. Временом је прилагодила своје методе за прикупљање гамета. Кад се кораљи почну „постављати“, што значи да постају приштићи сноповима јаје-сперме спремни за пуштање, Хагедорн и њен тим ронилаца поставили су фине, прилагођене мреже преко појединачних корала. На мрежи је пластични левак, причвршћен за шољу узорка и пловак. Након што се кораљи рађају, кајакаши сакупљају узорке и доносе их на обалу. „Стварно се надамо да је то врста процеса на који можемо научити готово све научнике, а они то могу учинити у малој лабораторији на плажи“, каже она.

Сперма и јајашца су одржива само неколико сати, тако да Хагедорн и њен тим раде брзо. Када се врећице распадну, Хагедорн чисти јајашца и проучава покретљивост и концентрацију сперме под микроскопом, на готово исти начин као што то раде стручњаци за плодност људи. Обично воли да сакупља сперму од пет до седам мужјака да се замрзне. Ако ради са новом врстом, Хагедорн тестира различите брзине смрзавања. Сперма се хлади од собне температуре скроз до температуре течног азота, или минус 324 степена Фаренхајта, на можда 10, 20 или 30 степени у минути. Затим ће одмрзнути сперму, провјерити њену покретљивост и одлучити о брзини која резултира највећим процентом јаких пливача. У критичном тесту процеса, Хагедорн је успешно користио смрзнуту кораљну сперму за оплодњу свежих јаја.

Хагедорн такође замрзава ћелије ембрионалног кораља. Да би то постигла, оплођује свежа јајашца свежом спермом и чека, у зависности од врсте, око 12 до 24 сата да ембриони порасту. Затим, она повуче те ембрионе раздвојене и замрзне ћелије ембриона. "Не знамо како то сада учинити, али у будућности ћемо се надати да ћемо моћи да узмемо оне ембрионалне ћелије за које је више него вероватно да садрже матичне ћелије кораља и формирају их у појединачни кораљ", каже Хагедорн. „Надам се да ће се биологија људских матичних ћелија кретати тако брзим темпом да ћемо моћи брзо да искористимо тај напредак и применимо га на кораље.“

Хагедорн ради на проширењу своје хавајске банке како би обухватила и сперму и ембрионалне ћелије из рижиног корала, врсте која је склона болестима и избељивањем. Две недеље у августу, посетила је Смитхсониан-ову лабораторију Царрие Бов Цаи Марине у Белизеу, како би купила угрожени кораљ од стагхорна. "Сада је време за сакупљање", каже Хагедорн, док у океранском коралу још увек постоји пуно генетске разноликости. „Ни 20 година од сада, када се популација можда још више срушила.“ Дођите у новембру, Хагедорн и Смитхсониан Институт за очување биологије, у сарадњи са Аустралијским институтом за науке о мору, Сиднејским зоолошким вртом Таронга и другима, створиће замрзнуту банку сперме за двоје главне врсте кораља са Великог баријерског гребена.

Гледајте узбудљиве подводне снимке крај обале Панаме, где се кораљни гребени репродуцирају у налету пажљиво темпираних акција

Нанци Кновлтон, познати биолог коралног гребена и катедра за морску науку Смитхсониан'с Сант у Природњачком музеју, слаже се са Хагедорном да научници треба да користе које алате имају како би ублажили губитак корала. Криопрезервација је, каже, "веома важно средство у кутији с алатима."

"Кораљи се обично расту и размножавају, а не требају нам да им помогнемо", каже Кновлтон. "Али с обзиром на несигурно стање гребена широм планете, можда ће бити потребно да ћемо за неке врсте, посебно ретке врсте, морати да се привучемо на тим криозертираним обалама како бисмо били сигурни да оне неће изумријети."

Хагедорн такође ради на развоју других алата, проналазећи методу замрзавања ситних фрагмената корала од један до два милиметра. Осим што се сексуално размножава, кораљ се може размножавати и асексуално - ако се комад одвоји, може се укоренити у морско дно и започети нову колонију. "Након одмрзавања, ове мале одрасле особе могу се залепити и евентуално постати репродуктивне у року од година, " каже Хагедорн. Такође је заговорница за узгој личинки кораља у акваријумима широм света. У Цурацао-у, група научника са СЕЦОРЕ, кораљевим кораљем основаним 2002. године да је Хагедорн члан, експериментише са узгојем корала у полу-природном окружењу, цијеви у води с гребена, тако да су млади кораљи изложени патогени и температурне промјене дивљине, без грабежљиваца.

Наравно, крио очување и обнова кораља морају ићи руку под руку са радом на побољшању здравља дивљих екосистема. "Нема смисла стављати лепе мале малолетне кораље које сте подигли из јаја и сперме на терену ако услови који су убили кораље за почетак још увек преовлађују", каже Кновлтон.

Хагедорн би на крају волео да се крио-очување коралних ћелија спроведе на глобалном нивоу. „Пуно ме научила о страстима према ономе што радите и упорности да то држим и наставим даље са стварима у које верујете“, каже Гинние Цартер, биотехничарка у Хагедорн-овој лабораторији.

„Ако изгубимо своје коралне гребене, то ће бити први екосистем који смо изгубили док је човек жив. Биће на стражи и највише због нас. Не мислим да је то прихватљиво ", каже Хагедорн. Она озбиљно схвата потребу да људи осете личну одговорност да би се бринули о земљи. "За мене је мој допринос кораљан", каже она.

Маргарет Вертхеим говори о томе како су је математика и климатске промене инспирисале на покретање пројекта Хиперболиц Цроцхет Цорал Рееф
Чување корала ... Кроз банке Сперма?