I calamari giganti distesi alle nostre spalle e la coda di una balena destra modello di 45 piedi che incombe sopra le nostre teste nell'Ocean Hall del Museo Nazionale di Storia Naturale rendono facile immaginare che siamo seduti su una barriera corallina. Mary Hagedorn, biologa marina dello Smithsonian Conservation Biology Institute, delinea la scena: “Diciamo che è tutta una specie. Possiamo immaginare Acropora palmata . Sembrano sequoie. Sono mammut coralli e ce ne sono centinaia di fronte a noi. "
La specie in via di estinzione, conosciuta anche come corallo elkhorn perché i suoi rami ricordano le corna di alce, si trova in acque poco profonde in tutti i Caraibi. Una volta all'anno, in agosto o settembre, la specie si riproduce sessualmente con un metodo chiamato "spawn di trasmissione". Usando la luna, il tramonto (che percepiscono attraverso i fotorecettori) e una sostanza chimica che consente loro di "annusarsi" l'un l'altro, le colonie vicine si sincronizzano la loro deposizione. Per due o quattro notti, ogni singolo polipo di corallo in una colonia rilascia un fascio di uova e sperma nella colonna d'acqua. Le sacche, che Hagedorn descrive come simili a grappoli d'uva, si spostano in superficie dove si rompono, si mescolano con quelle di altre colonie e si fertilizzano a vicenda.
Hagedorn ha assistito a un totale di 63 riproduzioni da dieci diverse specie, tra cui Acropora palmata, nei Caraibi e nel Pacifico. "Ne avremo alcuni di fronte a noi che vanno e forse alcuni a sinistra e alcuni a destra in quelle popolazioni", dice, agitando le braccia come se dirigesse un'orchestra di coralli che si generano nella nostra scogliera immaginaria.
Le barriere coralline ospitano un quarto di tutte le specie marine. Proteggono le coste dagli uragani e dagli tsunami e sono una fonte di potenziali biofarmaci. Ma negli ultimi 30 anni, un incredibile 80 percento di coralli è stato distrutto solo nei Caraibi. Le malattie dei coralli dilagano con il peggioramento della qualità dell'acqua e la combustione di combustibili fossili ha aumentato la quantità di anidride carbonica disciolta nell'acqua di mare, che a sua volta aumenta l'acidità dell'acqua. I depositi scheletrici di coralli, che formano scogliere, si corrodono in acqua acida come i denti nella soda. Circa un terzo di tutti i coralli sono in pericolo di estinzione e alcuni esperti di corallo affermano che potremmo perdere le barriere coralline come le conosciamo entro il 2050.
Fino a sette anni fa, Hagedorn ha studiato pesce. Ma avendo avuto un certo successo nel crioconservare embrioni di pesci, cioè congelarli e conservarli per un uso successivo, pensò di poter applicare alcune delle stesse tecniche ai coralli. Nel 2004, per essere più vicina alla riproduzione dei coralli, si è trasferita da Washington, DC, sulla costa nord-orientale di Oahu, dove è di stanza presso l'Istituto di biologia marina delle Hawaii a Coconut Island. Ha creato i primi depositi congelati di sperma di corallo e cellule embrionali. Le "spermatozoi", con campioni di corallo elkhorn e corallo di fungo hawaiano, sono una sorta di polizza assicurativa, in quanto potrebbero essere sfruttate tra uno, 50 o addirittura 1.000 anni da oggi per ripristinare e aggiungere la diversità genetica alle popolazioni morenti. "La mia cosa è che pianifico il peggio e spero per il meglio", dice. “È un prezzo così piccolo creare una banca congelata. E, il costo del non farlo è così astronomico. Non ha senso non farlo. "
Hagedorn ha assistito a un totale di 63 riproduzioni di 10 specie diverse nei Caraibi e nel Pacifico. (Mary Hagedorn) 
Circa un terzo di tutti i coralli è in pericolo di estinzione e alcuni esperti di corallo affermano che potremmo perdere le barriere coralline come le conosciamo entro il 2050. (Mike Henley al National Zoo) 
“Se perdiamo le nostre barriere coralline, sarà il primo ecosistema che abbiamo perso mentre l'uomo è vivo. Sarà sul nostro orologio e in gran parte a causa nostra. Non credo sia accettabile ", afferma Hagedorn, a destra. (Jim Daniels) 
Mary Hagedorn ha creato i primi depositi congelati di sperma di corallo. Le "spermatozoi", con campioni di corallo elkhorn, mostrati qui, e corallo di fungo hawaiano, sono una sorta di polizza assicurativa. (Carlos Villoch / Specialist Stock / Corbis) La sfida per Hagedorn è essere nel posto giusto al momento giusto. A Oahu, è in posizione pronta quando i coralli di funghi hawaiani si generano due giorni dopo la luna piena in giugno, luglio, agosto e settembre. Nel corso del tempo, ha modificato i suoi metodi per collezionare gameti. Quando i coralli stanno iniziando a "incastonarsi", nel senso che stanno diventando punteggiati con fasci di uovo-sperma pronti per essere rilasciati, Hagedorn e il suo team di sommozzatori mettono reti sottili e personalizzate su singoli coralli. Sulla rete c'è un imbuto di plastica, attaccato a un contenitore per campioni e un galleggiante. Dopo che i coralli si generano, i kayakisti raccolgono i campioni e li portano a riva. "Davvero ciò che speriamo è che questo sia il tipo di processo che possiamo insegnare a quasi tutti gli scienziati, e possono farlo in un piccolo laboratorio sulla spiaggia", dice.
Lo sperma e le uova sono vitali solo per poche ore, quindi Hagedorn e il suo team lavorano rapidamente. In laboratorio, una volta che le sacche cadono a pezzi, Hagedorn pulisce le uova e studia la motilità e la concentrazione dello sperma al microscopio, più o meno allo stesso modo degli specialisti della fertilità umana. Di solito le piace raccogliere spermatozoi da cinque a sette maschi per congelarli. Se sta lavorando con una nuova specie, Hagedorn verifica diverse velocità di congelamento. Lo sperma viene raffreddato dalla temperatura ambiente fino alla temperatura dell'azoto liquido, o meno 324 gradi Fahrenheit, forse a 10, 20 o 30 gradi al minuto. Quindi scongelerà lo sperma, verificherà la sua motilità e deciderà sulla percentuale che si traduce nella percentuale più grande di nuotatori forti. Nel test critico del processo, Hagedorn ha usato con successo lo sperma di corallo congelato per fertilizzare le uova fresche.
Hagedorn sta anche congelando le cellule embrionali di corallo. Per fare questo, fertilizza le uova fresche con lo sperma fresco e, a seconda della specie, attende circa 12-24 ore per far crescere gli embrioni. Quindi, separa quegli embrioni e congela le cellule embrionali. "Non sappiamo come farlo ora, ma in futuro, speriamo di essere in grado di prendere quelle cellule embrionali che molto probabilmente hanno cellule staminali di corallo in esse e convincerle in singoli coralli", afferma Hagedorn. "La mia speranza è che la biologia delle cellule staminali umane si muova a un ritmo così rapido che saremo in grado di attingere rapidamente a questi progressi e applicarlo al corallo."
Hagedorn sta lavorando all'ampliamento della sua banca hawaiana per includere lo sperma e le cellule embrionali del corallo del riso, una specie soggetta a malattie e imbianchimento. Per due settimane in agosto, ha visitato il laboratorio marino Carrie Bow Cay di Smithsonian in Belize per arginare il corallo di cervo in via di estinzione. "Ora è il momento di raccogliere", dice Hagedorn, mentre c'è ancora molta diversità genetica nel corallo dell'oceano. "Non tra 20 anni quando le popolazioni potrebbero essere crollate ancora di più". Vieni a novembre, Hagedorn e lo Smithsonian Conservation Biology Institute, in collaborazione con l'Australian Institute of Marine Science, lo zoo di Taronga di Sydney e altri, creeranno una banca del seme congelata per due principali specie di coralli della Grande barriera corallina.
Guarda filmati subacquei mozzafiato al largo della costa di Panama, dove le barriere coralline si riproducono in una raffica di azioni accuratamente programmateNancy Knowlton, rinomata biologa della barriera corallina e cattedra di scienza marina dello Smithsonian presso il Museo di storia naturale, concorda con Hagedorn che gli scienziati dovrebbero utilizzare gli strumenti di cui dispongono per mitigare la perdita di corallo. La crioconservazione, dice, è uno "strumento molto importante nella cassetta degli attrezzi".
"I coralli normalmente si generano e si riproducono e non hanno bisogno di noi per assisterli", afferma Knowlton. "Ma dato il precario stato delle barriere coralline in tutto il pianeta, potrebbe darsi che per alcune specie, in particolare le specie rare, avremo bisogno di attingere a queste banche crioconservate per assicurarci che non si estinguano."
Hagedorn sta lavorando anche per sviluppare altri strumenti, affinando un metodo per congelare piccoli frammenti di coralli da uno a due millimetri. Oltre a riprodursi sessualmente, il corallo può riprodursi in modo asessuato: se un pezzo si rompe, può attecchire nel fondo del mare e creare una nuova colonia. "Al disgelo, questi piccoli adulti potrebbero essere incollati e diventare riproduttivi in pochi anni", afferma Hagedorn. È anche sostenitrice dell'allevamento di larve di corallo negli acquari di tutto il mondo. A Curacao, un gruppo di scienziati con SECORE, un consorzio di coralli fondato nel 2002 di cui fa parte Hagedorn, sta sperimentando l'allevamento dei coralli in un ambiente semi-naturale, convogliando l'acqua da una scogliera in modo che i giovani coralli siano esposti al agenti patogeni e sbalzi di temperatura della natura, senza i predatori.
Naturalmente, la crioconservazione e il ripristino dei coralli devono andare di pari passo con il lavoro per migliorare la salute degli ecosistemi selvatici. "Non serve a nulla mettere simpatici piccoli coralli giovanili che hai sollevato dalle uova e dagli spermatozoi nel campo se le condizioni che hanno ucciso i coralli per cominciare sono ancora prevalenti", afferma Knowlton.
Alla fine Hagedorn vorrebbe vedere la crioconservazione delle cellule di corallo effettuata su scala globale. "Mi ha insegnato molto sull'avere passione per quello che fai, e sulla perseveranza per spingerlo fuori e continuare con le cose in cui credi", afferma Ginnie Carter, biotecnologo nel laboratorio di Hagedorn.
“Se perdiamo le nostre barriere coralline, sarà il primo ecosistema che abbiamo perso mentre l'uomo è vivo. Sarà sul nostro orologio e in gran parte a causa nostra. Non credo sia accettabile ", afferma Hagedorn. Prende sul serio la necessità che le persone sentano la responsabilità personale di prendersi cura della terra. "Per me, il mio contributo è il corallo", afferma.
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