Cumi-cumi raksasa yang terulur di punggung kami dan ekor ikan paus kanan model 45 kaki yang menjulang di atas kepala kami di Dewan Negara Ocean Natural History Museum menjadikannya mudah untuk membayangkan kami duduk di terumbu karang. Mary Hagedorn, ahli biologi marin dengan Institut Biologi Pemuliharaan Smithsonian, melukis adegan itu: "Katakanlah ia adalah satu spesies. Kita boleh bayangkan Acropora palmata . Mereka kelihatan seperti sequoias. Mereka adalah batu karang raksasa, dan terdapat beratus-ratus mereka di hadapan kita. "
Spesies yang terancam punah, juga dikenali sebagai elkhorn karang kerana cawangannya menyerupai rahang rusa, ditemui dalam air cetek di seluruh Caribbean. Sekali setahun, pada bulan Ogos atau September, spesis itu menghasilkan semula secara seksual dalam kaedah yang dipanggil "penyiaran siaran." Menggunakan bulan, matahari terbenam (yang mereka rasa melalui photoreceptors) dan bahan kimia yang membolehkan mereka "mencium" antara satu sama lain, pemijahan mereka. Selama dua hingga empat malam, setiap polip karang pada koloni melepaskan satu kumpulan telur dan sperma ke dalam lajur air. Kantong-kantong, yang digambarkan oleh Hagedorn sebagai sejenis klaster anggur, hanyut ke permukaan di mana mereka pecah, bercampur dengan orang-orang dari koloni lain dan membuahkan satu sama lain.
Hagedorn telah menyaksikan sebanyak 63 spawns dari sepuluh spesies yang berbeza, termasuk Acropora palmata, di Caribbean dan Pasifik. "Kita akan ada di hadapan kita dan mungkin ada di sebelah kiri dan ada di sebelah kanan dalam populasi itu, " katanya, melambai tangannya seolah-olah melakukan orkestra karang pemula di karang khayalan kita.
Terumbu karang adalah rumah kepada satu perempat daripada semua spesies laut. Mereka melindungi pantai dari taufan dan tsunami dan merupakan sumber biopharmaceuticals yang berpotensi. Tetapi dalam tempoh 30 tahun yang lalu, 80 peratus karang yang teragak-agak telah dimusnahkan di Caribbean sahaja. Penyakit karang berleluasa kerana kualiti air bertambah buruk, dan pembakaran bahan api fosil telah meningkatkan jumlah karbon dioksida yang dibubarkan dalam air laut, yang seterusnya meningkatkan keasidan air. Kerangka rangka karang, yang membentuk karang, menghancurkan air berasid seperti gigi dalam soda. Sekitar satu pertiga daripada semua batu karang adalah ancaman kepupusan, dan beberapa pakar karang mengatakan bahawa kita boleh kehilangan karang seperti yang kita tahu mereka pada tahun 2050.
Sehingga tujuh tahun yang lalu, Hagedorn mempelajari ikan. Tetapi setelah mengalami kejayaan cryopreserving embrio ikan-iaitu, beku dan menyimpannya untuk kegunaan kemudian-dia fikir dia mungkin dapat menggunakan beberapa teknik yang sama untuk karang. Pada tahun 2004, untuk menjadi lebih dekat dengan pemijahan karang, dia berpindah dari Washington, DC ke pantai timur laut Oahu, di mana dia ditempatkan di Institut Biologi Marin Hawaii di Pulau Kelapa. Dia telah mencipta repositori beku pertama sperma karang dan sel embrionik. "Sperma bank, " dengan sampel dari karang elkhorn dan karang cendawan Hawaii, merupakan dasar insurans, di mana mereka boleh ditoreh satu, 50 atau bahkan 1, 000 tahun dari sekarang untuk memulihkan dan menambah kepelbagaian genetik kepada populasi mati. "Perkara saya ialah saya merancang untuk yang paling teruk dan berharap yang terbaik, " katanya. "Ia adalah harga yang kecil untuk membuat bank beku. Dan, kos tidak melakukannya sangat astronomi. Ia tidak masuk akal. "
Hagedorn telah menyaksikan sebanyak 63 spawns dari 10 spesis berbeza di Caribbean dan Pasifik. (Mary Hagedorn) 
Sekitar satu pertiga daripada semua batu karang adalah ancaman kepupusan, dan beberapa pakar karang mengatakan bahawa kita boleh kehilangan karang seperti yang kita tahu mereka pada tahun 2050. (Mike Henley di Zoo Kebangsaan) 
"Jika kita kehilangan terumbu karang kita, ia akan menjadi ekosistem pertama yang kita telah hilang ketika manusia masih hidup. Ia akan menjadi jam tangan kita dan kebanyakannya disebabkan oleh kita. Saya tidak fikir itu boleh diterima, "kata Hagedorn, di sebelah kanan. (Jim Daniels) 
Mary Hagedorn telah mencipta repositori beku pertama sperma karang. "Bank sperma, " dengan sampel dari karang elkhorn, ditunjukkan di sini, dan karang cendawan Hawaii, adalah dasar insurans. (Carlos Villoch / Stok Pakar / Corbis) Cabaran untuk Hagedorn berada di tempat yang betul pada masa yang tepat. Di Oahu, dia berada dalam kedudukan yang siap apabila batu karang Hawaii memancarkan dua hari selepas bulan purnama pada bulan Jun, Julai, Ogos dan September. Dari masa ke masa, dia telah memperagakan kaedahnya untuk mengumpul gamet. Apabila batu karang mula "ditetapkan, " bermakna mereka menjadi bulat dengan berkas-berkas sperma telur yang siap dibebaskan, Hagedorn dan pasukan penyelam meletakkan jaring yang sesuai dan sesuai dengan karang individu. Di dalam bersih adalah corong plastik, dilampirkan pada cawan spesimen, dan apungan. Selepas karang bertelur, kayakers mengumpul sampel dan membawa mereka ke pantai. "Benar-benar apa yang kita harapkan ialah ini adalah jenis proses yang kita dapat mengajar hampir mana-mana saintis, dan mereka boleh melakukannya di makmal kecil di pantai, " katanya.
Sperma dan telur hanya berdaya maju selama beberapa jam, jadi Hagedorn dan pasukannya bekerja dengan cepat. Dalam makmal, apabila kantong gugur, Hagedorn membersihkan telur dan mengkaji motilitas dan kepekatan sperma di bawah mikroskop, dengan cara yang sama seperti pakar kesuburan manusia. Dia biasanya suka mengumpul sperma dari lima hingga tujuh lelaki untuk membekukan. Jika dia bekerja dengan spesies baru, Hagedorn menguji kadar pembekuan yang berbeza. Sperma disejukkan dari suhu bilik hingga ke suhu nitrogen cecair, atau tolak 324 darjah Fahrenheit, mungkin 10, 20 atau 30 darjah per minit. Dia kemudian akan mencairkan sperma, periksa motilinya dan memutuskan kadar yang menyebabkan perenang terbesar perenang yang kuat. Dalam ujian kritikal proses itu, Hagedorn telah berjaya menggunakan sperma beku beku untuk menyuburkan telur segar.
Hagedorn juga membekukan sel embrio karang. Untuk melakukan ini, dia menaja telur segar dengan sperma segar dan, bergantung kepada spesies, menunggu sekitar 12 hingga 24 jam untuk embrio berkembang. Kemudian, dia menarik anak-anak embrio itu dan membekukan sel-sel embrionik. "Kami tidak tahu bagaimana untuk melakukannya sekarang, tetapi pada masa akan datang, kami sememangnya akan dapat mengambil sel-sel embrionik yang lebih mungkin mempunyai sel stem karang di dalamnya dan membujuknya menjadi karang individu, " kata Hagedorn. "Harapan saya ialah biologi sel stem manusia akan bergerak pada kadar yang pantas sehingga kita dapat dengan cepat melakar kemajuan tersebut dan menggunakannya untuk karang."
Hagedorn sedang berusaha mengembangkan banknya untuk memasukkan sel sperma dan embrionik dari karang beras, spesies yang terdedah kepada penyakit dan pelunturan. Selama dua minggu pada bulan Ogos, dia melawat Makmal Marin Carrie Bow Cay Smithsonian di Belize ke bank terancam karang staghorn. "Sekarang adalah masa untuk mengumpul, " kata Hagedorn, sementara masih terdapat banyak kepelbagaian genetik dalam karang laut. "Tidak 20 tahun dari sekarang apabila populasi mungkin runtuh lebih jauh." Datang November, Hagedorn dan Smithsonian Conservation Biology Institute, dengan kerjasama Institut Sains Marin Australia, Zoo Taronga Sydney dan lain-lain, akan mewujudkan bank sperma beku untuk dua spesies utama karang dari Great Barrier Reef.
Tonton rakaman bawah laut yang menakjubkan di pantai Panama, di mana terumbu karang membiak dalam kesibukan tindakan yang berhati-hatiNancy Knowlton, seorang ahli biologi terumbu karang yang terkenal dan ketua sains marin Smithsonian di Muzium Sejarah Alam, bersetuju dengan Hagedorn bahawa ahli sains harus menggunakan apa alat yang mereka guna untuk mengurangkan kehilangan karang. Cryopreservation, katanya, adalah "alat yang sangat penting dalam kotak alat."
"Coral biasanya bertelur dan menghasilkan semula, dan mereka tidak memerlukan kita untuk membantu mereka, " kata Knowlton. "Tetapi memandangkan keadaan terumbu karang di seluruh planet ini, mungkin bagi sesetengah spesies, spesies langka yang jarang berlaku, kita perlu menggunakan bank-bank ini untuk memastikan mereka tidak pupus."
Hagedorn sedang berusaha untuk membangunkan alat-alat lain juga, mengasah kaedah membekukan serpihan batu karang kecil, satu hingga dua milimeter. Selain mereproduksi secara seksual, karang boleh menghasilkan semula aseksual-jika sekeping pecah, ia dapat berakar di dasar laut dan memulakan koloni baru. "Apabila pencairan, orang dewasa kecil ini boleh terpaku dan mungkin menjadi pembiakan dalam masa beberapa tahun, " kata Hagedorn. Beliau juga merupakan penyokong untuk menaikkan larva karang di akuarium di seluruh dunia. Di Curacao, sekumpulan saintis dengan SECORE, sebuah konsortium karang yang diasaskan pada tahun 2002 bahawa Hagedorn adalah ahli, sedang bereksperimen dengan membina karang dalam persekitaran semulajadi, mengalirkan air dari karang sehingga karang muda terdedah kepada patogen dan perubahan suhu liar, tanpa pemangsa.
Sudah tentu, cryopreservation dan pemulihan karang mesti bersatu dengan bekerja untuk meningkatkan kesihatan ekosistem liar. "Ia tidak berbuat baik untuk meletakkan batu karang remaja kecil yang anda bangun dari telur dan sperma di lapangan jika syarat-syarat yang membunuh karang untuk bermula masih lagi berlaku, " kata Knowlton.
Hagedorn pada akhirnya ingin melihat cryopreservation sel karang yang dijalankan pada skala global. "Dia mengajar saya banyak tentang keghairahan terhadap apa yang kamu lakukan, dan dengan tekun untuk meneruskannya dan meneruskan dengan perkara-perkara yang anda percayai, " kata Ginnie Carter, seorang bioteknologi di makmal Hagedorn.
"Jika kita kehilangan terumbu karang kita, ia akan menjadi ekosistem pertama yang kita telah hilang ketika manusia masih hidup. Ia akan menjadi jam tangan kita dan kebanyakannya disebabkan oleh kita. Saya tidak fikir itu boleh diterima, "kata Hagedorn. Dia mengambil serius keperluan orang untuk merasakan tanggungjawab peribadi untuk menjaga bumi. "Bagi saya, sumbangan saya adalah karang, " katanya.
Margaret Wertheim bercakap tentang bagaimana matematik dan perubahan iklim mengilhamkannya untuk memulakan projek Reef Harbour Coral Reef Crochet
