Ciò che era in molti modi una scommessa ha ripagato per un gruppo dedicato di biologi - e forse per altri scienziati alla ricerca di un modo nuovo di preservare le specie minacciate.
Usando lo sperma congelato per fertilizzare le uova vive, i ricercatori sono stati in grado di allevare coralli di elkhorn ( Acropora palmata ) da un'area geografica con elkhorn da un'area diversa, aprendo la strada per salvare potenzialmente non solo quelle specie in pericolo e renderlo più resistente ai cambiamenti climatici, ma anche fornendo una via di speranza per ripristinare altre specie.
"Nessuno credeva che potessimo farlo", afferma Mary Hagedorn, ricercatrice senior presso lo Smithsonian Conservation Biology Institute e co-responsabile autore di un documento che descrive il lavoro che è stato presentato alla Reef Futures Conference in Florida la scorsa settimana.
“È stato erculeo che l'abbiamo fatto. Il lavoro è stato così duro su ogni singolo livello ", afferma.
Hagedorn e centinaia di colleghi hanno collaborato al progetto, che ha utilizzato lo sperma di elkhorn crioconservato proveniente da Florida, Porto Rico e Curaçao nei Caraibi per fecondare uova vive raccolte dai coralli di elkhorn a Curaçao per creare larve che sono state poi allevate in vasche di isolamento in vivai della Florida. Finora, i piccoli coralli (o le reclute) di un mese costituiscono una delle più grandi popolazioni viventi create da materiale crioconservato, ad eccezione degli esseri umani, afferma Hagedorn.
I colleghi che studiano i coralli avevano sdegnato l'idea di usare la crioconservazione come tecnica di riproduzione assistita, afferma. "È stato molto difficile far capire alle persone quanto sia importante questo processo scientifico non solo per il mantenimento della biodiversità, ma anche per l'aiuto ai processi di ripristino, in particolare laddove stiamo cercando di creare coralli migliori e più robusti per il futuro", afferma Hagedorn.
"È davvero speciale aver fatto questa svolta nei coralli di elkhorn, perché sono così importanti per costruire barriere coralline e proteggere le coste dei Caraibi", afferma la coautrice Kristen Marhaver. (SCBI, foto di Stephani Gordon) "Essere in grado di crioconservare lo sperma di corallo ci consente di coltivare coralli allo stesso modo in cui gli umani hanno coltivato colture per secoli, salvando la diversità genetica nelle banche dei semi e allevando gli individui più forti dalle popolazioni locali per aiutare le specie a fare meglio nel complesso", afferma co-conduttrice dell'autore Kristen Marhaver in un comunicato stampa di Smithsonian.
I ricercatori hanno scelto l'Elkhorn - un corallo grande e in rapida crescita con spessi rami simili a corna - perché agisce come un protettore essenziale per le isole che affrontano la distruzione a causa del mare in aumento e per la sua importanza nel fornire habitat ittico in tutti i Caraibi. È stato anche elencato dal 2006 come specie minacciata dal National Marine Fisheries Service.
L'Elkhorn è diminuito di oltre il 90 percento nei Caraibi, a causa di malattie e acque calde.
"È davvero speciale che abbiamo fatto questa svolta nei coralli di elkhorn, perché sono così importanti per la costruzione di barriere coralline e la protezione di litorali in tutti i Caraibi", afferma Marhaver, scienziato associato presso la stazione di ricerca CARMABI di Curaçao.
L'idea alla base del lavoro era di vedere se l'elkhorn che viveva nelle acque calde al largo della costa di Curaçao potesse conferire un qualche tipo di attributi speciali all'elkhorn nella costa costiera della Florida e a Puerto Rico, che ora sta vivendo temperature più calde.
Invece di spostare un elkhorn da Curaçao verso le altre posizioni - che, sebbene siano le stesse specie, potrebbero potenzialmente introdurre nuovi funghi o batteri in quelle acque non native - hanno deciso di incrociare lo sperma e le uova dell'elkhorn da diversi posizioni.
Ma i ricercatori dovevano prima catturare sia lo sperma che le uova, il che implicava tempismo e un po 'di fortuna. Gli elkhorn, come tutti i coralli, sono ermafroditi e quindi rilasciano contemporaneamente uova e sperma.
È noto che elkhorn si riproduce una volta all'anno ad agosto nei Caraibi, di solito intorno alla luna piena. Per ottenere lo sperma, i subacquei normalmente scendono su una barriera corallina e cercano il segnale che l'Elkhorn sta “tramontando”, o tenendo in mano i fasci di uova di sperma. Tengono solo quei fasci per circa mezz'ora, quindi i sub devono lanciare rapidamente una rete di seta artificiale sui fasci - che sembrano quasi acne - e aspettare che si liberino, dice Hagedorn. La rete incanala i fasci galleggianti in un dispositivo di raccolta e gli scienziati possono successivamente separare lo sperma, un liquido lattiginoso, dalle uova.
Entrambi sono praticabili solo per circa 5-7 ore, il che rende l'idea di allevare un elkhorn di Curaçao con un elkhorn della Florida una proposta difficile. Ma nel 2007 Hagedorn e i suoi colleghi hanno sviluppato una tecnica per congelare lo sperma. Hanno fondato una banca del seme a Puerto Rico nel 2008 e un'altra subito dopo in Florida. Quel seme congelato veniva usato per fecondare le uova vive che raccoglievano a Curaçao.
Tuttavia, il processo di raccolta non è andato per il meglio a Curaçao. Le barriere coralline erano vicine alla riva, il che rendeva facile l'accesso: i sub si sono appena avvicinati con la loro attrezzatura. Ma Hagedorn e i suoi colleghi non erano del tutto sicuri quando si generassero gli elkhorn a Curaçao. Con la luna piena a fine luglio e un'altra ad agosto, non volevano correre rischi. Quindi, per sei settimane, gli scienziati si sono preparati per la raccolta e i sommozzatori sono andati alla barriera corallina, tutte le sere, fino a quando, alla fine, hanno assistito a una grande deposizione in due giorni all'inizio di settembre, quasi due settimane dopo la luna piena di agosto.
I ricercatori hanno usato lo sperma fresco di Curaçao per fertilizzare quelle uova fresche. Hanno anche creato altri tre lotti di croci. Hanno usato lo sperma congelato di elkhorn da Curaçao, Florida e Puerto Rico ciascuno per fertilizzare le uova di elkhorn da Curaçao.
Non sorprende che lo sperma fresco abbia fatto meglio del congelato: un tasso di fertilizzazione del 91 percento, rispetto al 37-82 percento per lo sperma congelato di Curaçao, dal 3 al 19 percento per lo sperma congelato della Florida e dallo 0 al 24 percento per il congelato Puerto Rico sperma. Hagedorn afferma che spesso dipendeva dalla qualità delle uova, che variava durante le due notti. E, in alcuni casi, lo sperma congelato era stato sul ghiaccio per 10 anni; oggi, le tecniche di crioconservazione sono migliori e probabilmente porterebbero a percentuali di successo più elevate, afferma.
E sebbene i coralli siano la stessa specie, hanno alcune distinzioni genetiche, quindi anche l'incompatibilità biologica è un problema, dice Hagedorn. "Ma ha funzionato, questa è stata la cosa più importante", sottolinea.
I ricercatori avevano sperato di raccogliere e inviare 100.000 larve fecondate, ma invece erano in grado di crearne solo 20.000. A un mese, il 55% dei giovani creati da sperma congelato e l'81% di quelli creati con sperma fresco, erano ancora vivi presso le due istituzioni, il Mote Marine Laboratory e il Florida Aquarium Center for Conservation, dove vengono monitorati. È un enorme successo, dice Hagedorn.
"Penso che il migliore che abbia mai fatto sia il quattro percento", afferma. "Il crescere è stato fenomenale."
Il prossimo passo è dimostrare che possono maturare. E la speranza è quella di accelerare quella maturazione - usando una tecnica sviluppata da Mote - per farli spawnare a tre anni, anziché a sette, dice Hagedorn.
E alla fine, vorrebbe trovare un modo per portare nell'oceano i nuovi, probabilmente più resistenti elkhorns. "Mentre proviamo a creare strumenti migliori per il restauro, dobbiamo essere in grado di provarli in natura", afferma Hagedorn. "Altrimenti, perché crearli?"
Poiché si incrociano, è la prova che sono le stesse specie, sebbene specie isolate, geograficamente distanti. Nonostante le somiglianze, l'introduzione in natura non deve essere presa alla leggera, afferma Hagedorn. "Dobbiamo essere molto cauti nel modo in cui lo facciamo."
Il finanziamento per questo progetto è stato fornito da Paul G. Allen Philanthropies, dalla Paul M. Angell Family Foundation e dal Volgenau-Fitzgerald Family Fund.
