Eftersom klimatförändringar och föroreningar äventyrar korallreven fryser forskare koraller för att återbefolka framtida hav

Korallen in der Kaneohe Bay, Hawaii während der Erwärmungsereignisse 2014 und 2015, bei denen über 80 % der Korallen betroffen waren.  Einige Arten und Individuen, wie die Koralle links, waren resistent gegen die Erwärmung.  Claire Lager, Smithsonian, <a href=CC BY-ND” data-src=”https://s.yimg.com/ny/api/res/1.2/SGzhpD8mffANQnwj09scNg–/YXBwaWQ9aGlnaGxhbmRlcjt3PTcwNTtoPTUyOQ–/https://media.zenfs_articles.com/en_6a_6a_6a_6a_6a_6c/sv_1a_1a_6c/sv/45_25/2000 214f2ef57b357ce015e”/ >

Dessa understödda genflödesstudier producerade 600 nya genetiskt sorterade individer av den hotade elghornskorallen Acropora palmata. I början av 2024 finns det bara cirka 150 älghornsindivider kvar i Floridas befolkning i naturen. Givet chansen kan dessa selektivt uppfödda koraller i fångenskap avsevärt utöka genpoolen av vilda älghorn.

Bevarandet av spermier och larver är ett viktigt skydd mot förlust av biologisk mångfald och utrotning av arter. Men vi kan bara samla in detta material under flyktiga lekhändelser när koraller släpper ut ägg och spermier i vattnet.

Dessa episoder inträffar bara några dagar om året – ett litet tidsfönster som innebär logistiska utmaningar för forskare och naturvårdare och begränsar den hastighet med vilken vi framgångsrikt kan kryobanka korallarter.

För att göra saken värre kan värmande hav och allt tätare marina värmeböljor leda till biologisk stress på koraller. Detta kan resultera i att deras fortplantningsmaterial är för svagt för att motstå påfrestningarna med kryokonservering och upptining.

Eine durch unterstützten Genfluss entstandene Elchgeweihkoralle, die ein kräftiges Wachstum und eine kräftige Entwicklung zeigt.  Cody Engelsma, <a href=CC BY-ND” data-src=”https://s.yimg.com/ny/api/res/1.2/qBTVpRyBEkeYpJPzIOyEzw–/YXBwaWQ9aGlnaGxhbmRlcjt3PTk2MDtoPTc3MQ–/https://media.zenfs.com/https://media.zenfs.com/en/8usthe60d/en/766d_366d/sv/en/762d/sv/1/60d e e4272943a5e65d340″/ >
En älghornskorall skapad genom assisterat genflöde som uppvisar kraftig tillväxt och utveckling. Cody Engelsma, CC BY-ND

Utöka räddningen

För att snabbare samla in korallmaterial utvecklar vi en kryokonserveringsprocess för hela korallfragment med en metod som kallas isokorisk vitrifikation. Denna teknik är fortfarande under utveckling. Men om de är helt framgångsrika kommer hela korallfragment att bevaras utan att det bildas is i deras vävnader. Detta skapar livskraftiga fragment efter upptining som kan frodas och placeras tillbaka på revet.

För att göra detta dehydrerar vi fragmentet genom att utsätta det för en trögflytande kryoskyddande cocktail. Sedan placerar vi den i en liten aluminiumcylinder och sänker ner cylindern i flytande kväve, som har en temperatur på minus 320 grader Fahrenheit (minus 196 grader Celsius).

Denna process fryser innehållet i cylindern så snabbt att kryoskyddsmedlet bildar ett klart glas istället för att tillåta iskristaller att bildas. När vi vill tina fragmenten lägger vi dem i ett varmt vattenbad i några minuter och återfuktar dem sedan i havsvatten.

Denna metod tillåter oss att samla in och kryobevara korallfragment året runt eftersom vi inte behöver vänta på flyktiga lekhändelser. Detta tillvägagångssätt påskyndar avsevärt våra bevarandeinsatser.

För att skydda så många arter som möjligt måste vi expandera och dela vår vetenskap för att skapa robust kryokonserverat och tinat korallmaterial med olika metoder. Mina kollegor och jag vill att tekniken ska vara enkel, snabb och billig så att alla professionella kan replikera vår process och hjälpa oss att skydda koraller runt om i världen.

Vi skapade ett videobaserat korallkryoträningsprogram som innehåller instruktioner för att bygga enkla, 3D-printade kryofrysar och arbetade med ingenjörer för att utveckla nya metoder som nu enkelt och billigt kan frysa hundratals koralllarver med hjälp av metallgaller. Dessa nya verktyg kommer att göra det möjligt för laboratorier runt om i världen att avsevärt påskynda korallinsamlingen runt om i världen inom de kommande fem åren.

Säkra framtiden

Nuvarande klimatmodeller förutspår att 95 % eller mer av världens koraller kan dö i mitten av 2030-talet om utsläppen av växthusgaser fortsätter oförminskat. Detta lämnar lite tid att upprätthålla den biologiska mångfalden och den genetiska mångfalden i reven.

Ett tillvägagångssätt som redan används är att ta alla korallarter i mänsklig vård. Smithsonian är en del av Coral Biobank Alliance, ett internationellt samarbete för att skydda koraller genom att samla in levande kolonier, skelett och genetiska prover och använda bästa vetenskapliga praxis för att hjälpa till att återuppbygga rev.

Hittills är över 200 korallarter, av cirka 1 000 kända hårdkorallarter, och tusentals kolonier i mänsklig vård på institutioner runt om i världen, inklusive organisationer anslutna till amerikanska och europeiska grenar av Association of Zoos and Aquariums. Även om dessa är kloner av kolonier från det vilda, kan dessa individer placeras i korallförädlingssystem som kan användas för senare kryokonservering av deras genetiskt sorterade larver. Alternativt kan deras larver användas för revrestaureringsprojekt.

Tills klimatförändringarna bromsas och vänds kommer reven att fortsätta att försämras. För att säkerställa en bättre framtid för korallreven måste korallbioförvar etableras, landbaserade plantskolor etableras för att upprätthålla korallkolonier och utveckla nya larverkolonisatorer, och nya kryogena proffs utbildas.

I decennier har djurparker använt avel och återinförande i fångenskap för att skydda arter vars populationer har sjunkit till kritiska nivåer. På samma sätt tror jag att våra nya lösningar kan ge hopp och hjälpa till att rädda korallrev för att återbefolka våra hav idag och i framtiden.

Den här artikeln återpublicerades från The Conversation, en ideell, oberoende nyhetsorganisation som ger dig fakta och analyser för att hjälpa dig förstå vår komplexa värld.

Det skrevs av: Mary Hagedorn, Smithsonian institution.

Läs mer:

Mary Hagedorn får finansiering från Revive & Restore; Paul M. Angell Family Foundation; Volgenau Foundation; CORDAP Foundation; Zegar Family Foundation; hav barn; Mastriani familj; Familjen De Witt; Anela Kolohe Foundation; Cedar Hill Foundation; Sidney E. Frank Foundation; Scintilla Foundation; och Smithsonian Women’s Committee. Hon är knuten till Smithsonian National Zoo and Conservation Biology Institute och Hawaii Institute of Marine Biology.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *