Apa yang banyak berjudi telah dibeli untuk kumpulan pakar biologi yang berdedikasi-dan mungkin para saintis lain mencari cara baru untuk mengekalkan spesies yang terancam.
Menggunakan sperma beku untuk menyuburkan telur langsung, para penyelidik dapat membiakkan karang elkhorn ( Acropora palmata ) dari satu kawasan geografi dengan elkhorn dari kawasan yang berbeza, membuka jalan untuk berpotensi menyelamatkan bukan sahaja spesies yang terancam punah dan menjadikannya lebih berdaya tahan terhadap perubahan iklim, tetapi juga menyediakan jalan harapan untuk memulihkan spesies lain.
"Tidak ada yang percaya kami dapat melakukan ini, " kata Mary Hagedorn, saintis penyelidikan senior di Smithsonian Conservation Biology Institute dan pengarang bersama-memimpin dalam sebuah kertas yang menggambarkan kerja yang dibentangkan di Persidangan Reef Futures di Florida minggu lalu.
"Ia adalah Herculean yang kami lakukan ini. Kerja ini sangat sukar pada setiap peringkat, "katanya.
Hagedorn dan beratus-ratus rakan sekerja bekerjasama dalam projek itu, yang menggunakan sperma elkhorn cryopreserved dari Florida, Puerto Rico dan Curaçao di Carribean untuk menyuburkan telur hidup yang dikumpulkan dari karang elkhorn di Curaçao untuk membuat larva yang kemudian diternak dalam tangki pengasingan di tapak semaian di Florida. Setakat ini, batu karang bayi berusia satu bulan (atau rekrut) merupakan salah satu daripada populasi hidup terbesar yang dihasilkan dari bahan cryopreserved-kecuali manusia, kata Hagedorn.
Rakan-rakan yang belajar coral telah menghina idea menggunakan cryopreservation sebagai teknik pembiakan dibantu, katanya. "Sangat sukar untuk membolehkan orang memahami betapa pentingnya proses saintifik ini bukan sahaja untuk mengekalkan kepelbagaian biologi tetapi dengan membantu proses pemulihan, terutamanya di mana kita cuba mewujudkan karang yang lebih baik dan lebih mantap untuk masa depan, " kata Hagedorn.
"Lebih istimewa kami membuat terobosan ini dalam karang elkhorn, kerana mereka sangat penting untuk membina terumbu karang dan melindungi anak lembu di seluruh Caribbean, " kata pengarang penulis Kristen Marhaver. (SCBI, foto oleh Stephani Gordon) "Dapat mengekalkan sperma karang membolehkan kita menanam karang dengan cara yang sama seperti manusia telah menanam tanaman selama berabad-abad-dengan menyelamatkan kepelbagaian genetik di bank benih dan membiakkan individu terkuat dari penduduk tempatan untuk membantu spesies melakukan keseluruhan yang lebih baik, " kata kajian penulis bersama-pemimpin Kristen Marhaver dalam kenyataan akhbar Smithsonian.
Para penyelidik memilih elkhorn-tumbuh besar, bercabang karang dengan cabang-cabang semut tebal-kerana ia berfungsi sebagai pelindung penting bagi pulau-pulau yang menghadapi kemusnahan dari laut yang semakin meningkat, dan kerana kepentingannya dalam menyediakan habitat ikan di seluruh Caribbean. Ia juga telah disenaraikan sejak 2006 sebagai spesies terancam oleh Perkhidmatan Perikanan Laut Negara.
Elkhorn telah menurun sebanyak lebih daripada 90 peratus di Caribbean disebabkan penyakit, dan pemanasan air.
"Lebih istimewa kami membuat terobosan ini dalam karang elkhorn, kerana mereka sangat penting untuk membina terumbu karang dan melindungi anak-anak di seluruh Caribbean, " kata Marhaver, saintis bersekutu di Stesen Penyelidikan CARMABI di Curaçao.
Idea di sebalik kerja itu adalah untuk melihat apakah elkhorn yang tinggal di perairan hangat di pantai Curaçao dapat memberikan beberapa jenis sifat khas pada elkhorn di pantai Florida dan Puerto Rico, kini mengalami suhu yang lebih hangat.
Alih-alih bergerak elkhorn dari Curaçao ke lokasi lain-yang, walaupun mereka adalah spesies yang sama, mungkin dapat memperkenalkan kulat atau bakteria baru ke dalam perairan bukan asli itu-mereka memutuskan untuk membiak sperma dan telur elkhorn dari yang berbeza lokasi.
Tetapi penyelidik mula-mula harus menangkap kedua-dua sperma dan telur-yang melibatkan masa, dan, sedikit nasib. Elkhorns, seperti semua batu karang, adalah hermafrodit, dan dengan itu melepaskan kedua-dua telur dan sperma serentak.
Ia diketahui bahawa spawn elkhorn sekali setahun pada bulan Ogos di Caribbean, biasanya sekitar bulan purnama. Untuk mendapatkan sperma, penyelam biasanya turun ke terumbu, dan mencari isyarat bahawa elkhorn adalah "penetapan, " atau memegang berkas sperma-telur. Mereka hanya menyimpan berkas-berkas tersebut selama kira-kira setengah jam, jadi penyelam harus dengan cepat membuang jaring sutera tiruan di atas berkas-berkas yang kelihatan seperti jerawat-dan menunggu mereka dibebaskan, kata Hagedorn. Cecair bersih bundle terapung menjadi alat pengumpulan, dan saintis kemudian dapat memisahkan sperma, cairan susu, dari telur.
Kedua-duanya hanya berdaya maju selama kira-kira lima hingga tujuh jam-yang menjadikan idea pembiakan Curaçao elkhorn dengan Florida elkhorn suatu usul rumit. Tetapi pada tahun 2007, Hagedorn dan rakan-rakannya telah mengembangkan teknik membekukan sperma. Mereka memulakan bank sperma di Puerto Rico pada tahun 2008 dan satu lagi tidak lama lagi di Florida. Sperma beku itu digunakan untuk menyuburkan telur langsung yang mereka kumpulkan di Curaçao.
Namun, proses pengumpulan tidak berjalan lancar di Curaçao. Terumbu karang dekat dengan pantai, yang menjadikan akses mudah-penyelam hanya dipenuhi dengan peralatan mereka. Tetapi Hagedorn dan rakan-rakannya tidak begitu yakin apabila elkhorn di Curaçao menjalar. Dengan bulan purnama pada akhir bulan Julai dan satu lagi pada bulan Ogos, mereka tidak mahu mengambil sebarang peluang. Oleh itu, selama enam minggu, para saintis bersedia untuk pengumpulan, dan penyelam pergi ke karang-setiap malam-sehingga akhirnya mereka menyaksikan bertelur besar selama dua hari pada awal September, hampir dua minggu setelah bulan purnama bulan Ogos.
Para penyelidik menggunakan sperma segar dari Curaçao untuk menyuburkan telur-telur segar itu. Mereka juga membuat tiga kumpulan salib lain. Mereka menggunakan sperma elkhorn beku dari Curaçao, Florida dan Puerto Rico masing-masing untuk menyuburkan telur elkhorn dari Curaçao.
Tidak menghairankan, sperma segar lebih baik daripada beku - kadar persenyawaan 91 peratus, berbanding 37 hingga 82 peratus untuk sperma Curaçao beku, 3 hingga 19 peratus untuk sperma Florida beku, dan 0 hingga 24 peratus untuk Puerto Rico yang beku sperma. Hagedorn berkata ia sering bergantung kepada kualiti telur, yang berbeza sepanjang dua malam. Dan, sperma beku dalam beberapa kes telah di atas ais selama 10 tahun; hari ini, teknik cryopreservation lebih baik, dan kemungkinan akan membawa kepada kadar kejayaan yang lebih tinggi, katanya.
Dan walaupun karang adalah spesies yang sama, mereka mempunyai beberapa perbezaan genetik, jadi ketidakcocokan biologi juga merupakan masalah, kata Hagedorn. "Tetapi ia berjaya, itu perkara utama, " katanya.
Para penyelidik berharap untuk mengumpulkan dan menghantar 100, 000 larva yang disenyawakan, tetapi sebaliknya hanya mampu mencipta 20, 000. Pada satu bulan, 55 peratus daripada juvana yang dihasilkan dari sperma beku, dan 81 peratus daripada mereka yang dicipta dengan sperma segar, masih hidup di kedua-dua institusi, Makmal Marin Mote dan Florida Aquarium for Conservation, di mana mereka sedang dipantau. Itulah kejayaan besar, kata Hagedorn.
"Saya rasa yang terbaik yang pernah saya lakukan adalah empat peratus, " katanya. "Tumbuh itu baru fenomenal."
Langkah seterusnya adalah untuk menunjukkan bahawa mereka boleh matang. Dan harapannya adalah untuk mempercepat pematangan itu dengan menggunakan teknik yang dibangunkan oleh Mote-untuk membuat mereka bertelur pada usia tiga tahun, bukannya tujuh, kata Hagedorn.
Dan akhirnya, dia ingin mencari jalan untuk mendapatkan elkhorn yang baru, mungkin lebih tahan lama ke dalam lautan. "Ketika kami cuba membuat alat yang lebih baik untuk pemulihan, kami harus mencuba mereka di alam liar, " kata Hagedorn. "Jika tidak, mengapa membuatnya?"
Kerana mereka menyeberang, ini bukti bahawa mereka adalah spesies yang sama-walaupun spesies geografi yang jauh terisolasi. Walaupun persamaan, pengenalan kepada liar tidak boleh dianggap ringan, kata Hagedorn. "Kita perlu berhati-hati dengan cara kita melakukannya."
Pembiayaan untuk projek ini disediakan oleh Paul G. Allen Filantropi, Yayasan Keluarga Paul M. Angell dan Dana Keluarga Volgenau-Fitzgerald.
