Kockanje se na mnogo načina isplatilo posvećenoj grupi biologa - a možda i drugim znanstvenicima koji traže nov način očuvanja ugroženih vrsta.
Pomoću smrznute sperme za oplodnju živih jaja, istraživači su uspjeli uzgajati koralj elkhorn ( Acropora palmata ) iz jednog geografskog područja s elkhornom iz drugog područja, spremajući put za potencijalno spašavanje ne samo ove ugrožene vrste i čineći je otpornijom na klimatske promjene, ali i pružanje puta nade za obnovu drugih vrsta.
"Nitko nije vjerovao da to možemo učiniti", kaže Mary Hagedorn, stariji znanstvenik na Institutu za konzervatorsku biologiju Smithsonian i ko-voditeljica autorice na radu koji opisuje rad koji je prošlog tjedna predstavljen na Reef Futures Conference na Floridi.
"Herculeanski je to učinio. Rad je bio težak na svakoj razini ", kaže ona.
Hagedorn i stotine kolega surađivali su na projektu, koji je u Karibima koristio krio konzerviranu elkhorn spermu s Floride, Portorika i Curaçaoa za oplodnju živih jaja sakupljenih iz koralja elkhorna u Curaçaou kako bi stvorili ličinke koje su potom uzgajane u izolacijskim spremnicima u rasadnicima na Floridi. Dosad, jednomjesečni bebi koralji (ili regruti) čine jednu od najvećih živih populacija stvorenih od krio konzerviranog materijala - s izuzetkom ljudskih bića, kaže Hagedorn.
Kolege koji proučavaju koralje prezirali su ideju o korištenju krio konzervacije kao tehnike potpomognute reprodukcije, kaže ona. "Bilo je vrlo teško naterati ljude da shvate koliko je ovaj znanstveni proces važan ne samo za očuvanje biološke raznolikosti, već i za pomoć u obnavljanju procesa, posebno tamo gdje pokušavamo stvoriti bolje, robusnije koralje za budućnost", kaže Hagedorn.
"Iznimno je što smo napravili ovaj proboj kod elkhorn korala, jer su oni toliko važni za izgradnju koralnih grebena i zaštitu obala diljem Kariba", kaže koautorica Kristen Marhaver. (SCBI, foto Stephani Gordon) "Mogućnost krioponiranja koralne sperme omogućava nam uzgoj koralja na isti način na koji ljudi stoljećima uzgajaju usjeve - štedeći genetsku raznolikost u sjemenskim bankama i uzgajajući najjače jedinke iz lokalnog stanovništva kako bi vrste pomogle općenito bolje", kaže studija suvoditeljica autorice Kristen Marhaver u Smithsonianovom priopćenju za javnost.
Istraživači su odabrali elkhorn - brzorastući veliki, razgranati koralj s debelim granama nalik rogovima - jer djeluje kao bitan zaštitnik otoka koji su izloženi uništavanju iz dizala mora i zbog njegove važnosti u pružanju staništa ribama širom Kariba. Od 2006. godine također je naveden kao ugrožena vrsta od strane Nacionalne službe za morsko ribarstvo.
Elkhorn se na Karibima smanjio za više od 90 posto - zbog bolesti i vrućih voda.
"Iznimno je što smo napravili ovaj proboj kod elkhorn korala, jer su oni toliko važni za izgradnju koralnih grebena i zaštitu obala diljem Kariba", kaže Marhaver, znanstveni suradnik u istraživačkoj stanici CARMABI u Curaçaou.
Ideja ovog rada bila je vidjeti može li elkhorn koji živi u toplim vodama uz obalu Curaçaoa dodijeliti neku vrstu posebnih svojstava elkhornu na obalnoj Floridi i Portoriku, koji sada ima toplije temperature.
Umjesto da se elkhorn presele iz Curaçaoa na druga mjesta - koja su, iako su iste vrste, mogla potencijalno uvesti nove gljivice ili bakterije u te tuje zemlje - odlučili su križati spermu i jajašca elkhorna iz različitih lokacija.
No, istraživači su prvo morali uhvatiti i spermu i jajašce - što je uključivalo i vrijeme, i malo sreće. Elkhorns su, kao i svi koralji, hermafroditi, te tako istodobno oslobađaju i jajašce i spermu.
Poznato je da se elkhorn mrijest jednom godišnje u kolovozu na Karibima, obično oko punog mjeseca. Da bi uvukli spermu, ronioci se obično spuštaju do grebena i traže signal da se elkhorna "podešava" ili drži snopove sperme-jajeta. Te snopove drže samo oko pola sata, tako da ronioci moraju brzo baciti umjetnu svilenu mrežu preko snopova - koji izgledaju gotovo poput akni - i čekati da se oslobode, kaže Hagedorn. Mreža usmjerava plutajuće snopove u uređaj za prikupljanje, a znanstvenici mogu kasnije odvojiti spermu, mliječnu tekućinu, iz jajašaca.
Oboje su održivi samo pet do sedam sati, što ideju o uzgoju kuracaoskog elkhorna s floridskim elkhornom čini škakljivim prijedlogom. No, 2007. Hagedorn i njezini kolege razvili su tehniku zamrzavanja sperme. Oni su pokrenuli banku sperme u Portoriku 2008. godine, a drugu ubrzo na Floridi. Ta smrznuta sperma korištena je za oplodnju živih jajašca koja su se okupila u Curaçaou.
Ipak, postupak sakupljanja nije prošao glatko u Curaçaou. Grebeni su bili blizu obale, što je olakšalo pristup - ronioci su se samo ukrcali svojim oružjem. Ali Hagedorn i njezini kolege nisu bili sasvim sigurni kada se locirali u Curaçaou. S punim mjesecem krajem srpnja i još jednim u kolovozu, nisu željeli riskirati. Dakle, šest tjedana znanstvenici su se pripremali za prikupljanje, a ronioci su odlazili na greben - svake noći - sve dok, konačno, bili su svjedoci velikog mrijesta početkom dva rujna, gotovo dva tjedna nakon kolovoza punog mjeseca.
Istraživači su koristili svježu spermu iz Curaçaoa za oplodnju tih svježih jajašaca. Također su stvorili tri druge skupine križeva. Zamrznute sperme elkhorna iz Curaçaoa, Florida i Portorika svaki su oplodili jajašca elkhorna iz Curaçaoa.
Nije iznenađujuće da je svježa sperma bolje od zamrznute - 91 postotna gnojidba, u usporedbi sa 37 do 82 posto za smrznutu Curaçao spermu, 3 do 19 posto za smrznutu floridsku spermu i 0 do 24 posto za smrznut Portoriko sperma. Hagedorn kaže da je to često ovisilo o kvaliteti jaja, koja se razlikovala tijekom dvije noći. A, smrznuta sperma u nekim je slučajevima bila na ledu već 10 godina; danas su tehnike krio konzervacije bolje i vjerojatno bi dovele do većeg postotka uspjeha, kaže ona.
Iako su koralji iste vrste, oni imaju neke genetske razlike, pa je biološka nespojivost također problem, kaže Hagedorn. "Ali uspjelo je, to je bila glavna stvar", ističe ona.
Istraživači su se nadali da će sakupiti i poslati 100.000 oplođenih ličinki, ali umjesto toga uspjeli su stvoriti samo 20.000. Jednom su mjesecu 55 posto maloljetnika stvorenih od smrznute sperme, a 81 posto onih stvorenih svježom spermom još uvijek živjeli u dvije ustanove, laboratoriji za pomorstvo Mote i Centru za očuvanje akvarijuma na Floridi, gdje ih se nadzire. To je ogroman uspjeh, kaže Hagedorn.
"Mislim da je najbolje što sam ikad napravila četiri posto", kaže ona. "Odrastanje je upravo fenomenalno."
Sljedeći je korak pokazati da mogu sazrijevati. A nada se ubrzati to sazrijevanje - koristeći tehniku koju je razvio Mote - kako bi se oni mogli mrijesti u dobi od tri godine, umjesto sa sedam godina, kaže Hagedorn.
I na kraju, voljela bi pronaći način da nove, možda i otpornije elkhorne uđu u ocean. "Dok pokušavamo stvoriti bolje alate za obnovu, moramo ih moći pokušati u divljini", kaže Hagedorn. "Inače, zašto ih stvarati?"
Budući da se križaju, to je dokaz da su iste vrste - iako izolirane, geografski udaljene vrste. Unatoč sličnostima, uvod u divljinu ne treba uzimati olako, kaže Hagedorn. "Moramo biti vrlo oprezni u tome kako to radimo."
Sredstva za ovaj projekt osigurala su Paul G. Allen Philanthropies, Obiteljska zaklada Paul M. Angell i Obiteljski fond Volgenau-Fitzgerald.
