O que, em muitos aspectos, uma aposta valeu a pena para um grupo dedicado de biólogos - e possivelmente para outros cientistas que buscam uma nova maneira de preservar espécies ameaçadas.
Usando esperma congelado para fertilizar óvulos vivos, os pesquisadores conseguiram reproduzir o coral elkhorn ( Acropora palmata ) de uma área geográfica com elkhorn de uma área diferente, abrindo caminho para resgatar não apenas as espécies ameaçadas e torná-las mais resistentes às mudanças climáticas., mas também fornecendo uma avenida de esperança para restaurar outras espécies.
"Ninguém acreditava que poderíamos fazer isso", diz Mary Hagedorn, pesquisadora sênior do Smithsonian Conservation Biology Institute e co-principal autora de um artigo descrevendo o trabalho que foi apresentado na Conferência Reef Futures na Flórida na semana passada.
“Foi hercúleo que fizemos isso. O trabalho foi tão duro em todos os níveis ”, diz ela.
Hagedorn e centenas de colegas colaboraram no projeto, que usou espermatozóides elkhorn criopreservados da Flórida, Porto Rico e Curaçao no Caribe para fertilizar óvulos vivos coletados de coral elkhorn em Curaçao para criar larvas que foram criadas em tanques de isolamento em viveiros na Flórida. Até agora, os corais bebês (ou recrutas) de um mês de idade compõem uma das maiores populações vivas criadas a partir de material criopreservado - com exceção dos seres humanos, diz Hagedorn.
Colegas que estudam corais desdenharam a idéia de usar a criopreservação como uma técnica de reprodução assistida, diz ela. “Foi muito difícil fazer com que as pessoas entendessem a importância deste processo científico não apenas para manter a biodiversidade, mas também para ajudar nos processos de restauração, especialmente onde estamos tentando criar corais melhores e mais robustos para o futuro”, diz Hagedorn.
“É muito especial que tenhamos feito essa descoberta em corais chifre-de-alce, porque eles são tão importantes para a construção de recifes de corais e proteção de costas em todo o Caribe”, diz a coautora Kristen Marhaver. (SCBI, foto de Stephani Gordon) “Ser capaz de criopreservar esperma de coral nos permite cultivar corais da mesma forma que os humanos cultivam há séculos - salvando a diversidade genética nos bancos de sementes e criando os indivíduos mais fortes das populações locais para ajudar as espécies a se desenvolverem melhor”, diz o estudo. co-autor principal Kristen Marhaver em um comunicado de imprensa do Smithsonian.
Os pesquisadores escolheram o elkhorn - um coral grande e ramificado de crescimento rápido com galhos grossos como chifres - porque ele age como um protetor essencial para as ilhas que enfrentam a destruição de mares, e devido à sua importância em fornecer habitat de peixes em todo o Caribe. Ele também é listado desde 2006 como uma espécie ameaçada pelo Serviço Nacional de Pesca Marinha.
Elkhorn diminuiu em mais de 90% no Caribe - devido a doenças e ao aquecimento das águas.
“É muito especial que tenhamos feito isso em corais chifre-de-alce, porque eles são tão importantes para construir recifes de corais e proteger linhas costeiras em todo o Caribe”, diz Marhaver, um cientista associado da Estação de Pesquisa CARMABI em Curaçao.
A idéia por trás do trabalho era ver se o elkhorn que vivia nas águas quentes da costa de Curaçao poderia conferir algum tipo de atributos especiais em elkhorn na costa da Flórida e em Porto Rico, agora com temperaturas mais altas.
Em vez de transportar um elkhorn de Curaçao para outros locais - que, embora sejam da mesma espécie, poderiam introduzir novos fungos ou bactérias nessas águas não nativas - eles decidiram cruzar os espermatozóides e os óvulos dos elkhorn de diferentes Localizações.
Mas os pesquisadores primeiro tiveram que capturar espermatozóides e óvulos - o que envolveu tempo e um pouco de sorte. Elkhorns, como todos os corais, são hermafroditas, e assim libertam os óvulos e espermatozóides simultaneamente.
Sabe-se que o elkhorn desova uma vez por ano em agosto no Caribe, geralmente em torno de uma lua cheia. Para obter o esperma, os mergulhadores normalmente descem até um recife e procuram o sinal de que o elkhorn está “se pondo”, ou segurando os feixes de espermatozóides. Eles só seguram esses pacotes por cerca de meia hora, então os mergulhadores têm que jogar rapidamente uma rede de seda artificial sobre os pacotes - que parecem quase como acne - e esperar que eles sejam liberados, diz Hagedorn. A rede canaliza os feixes flutuantes para um dispositivo de coleta e os cientistas podem separar o espermatozóide, um fluido leitoso, dos ovos.
Ambos só são viáveis por cerca de cinco a sete horas - o que torna a idéia de criar um elkhorn de Curaçao com um elkhorn da Flórida uma proposta complicada. Mas em 2007, Hagedorn e seus colegas desenvolveram uma técnica para congelar o esperma. Eles começaram um banco de esperma em Porto Rico em 2008 e outro logo depois na Flórida. Esse esperma congelado foi usado para fertilizar os ovos vivos que eles reuniram em Curaçao.
Ainda assim, o processo de coleta não ocorreu sem problemas em Curaçao. Os recifes ficavam perto da costa, o que tornava fácil o acesso - os mergulhadores simplesmente se enfunavam com seus equipamentos. Mas Hagedorn e seus colegas não tinham certeza quando o elkhorn em Curaçao desovou. Com uma lua cheia no final de julho e outra em agosto, eles não queriam correr nenhum risco. Assim, durante seis semanas, os cientistas se prepararam para a coleta e os mergulhadores foram para o recife - todas as noites - até que, finalmente, testemunharam uma grande desova ao longo de dois dias no início de setembro, quase duas semanas após a lua cheia de agosto.
Os pesquisadores usaram espermatozóides frescos de Curaçao para fertilizar esses ovos frescos. Eles também criaram outros três lotes de cruzamentos. Eles usaram esperma congelado de elkhorn de Curaçao, Flórida e Porto Rico para fertilizar os ovos de elkhorn de Curaçao.
Não surpreendentemente, o esperma fresco se saiu melhor do que o congelado - uma taxa de fertilização de 91 por cento, comparado com 37 a 82 por cento para o esperma congelado de Curaçau, 3 a 19 por cento para o esperma congelado da Flórida e 0 a 24 por cento para o congelado Porto Rico. esperma. Hagedorn diz que muitas vezes dependia da qualidade dos ovos, que variava nas duas noites. E o esperma congelado em alguns casos esteve no gelo por 10 anos; hoje, as técnicas de criopreservação são melhores e provavelmente levariam a taxas de sucesso mais altas, diz ela.
E embora os corais sejam da mesma espécie, eles têm algumas distinções genéticas, então a incompatibilidade biológica também é um problema, diz Hagedorn. "Mas funcionou, essa foi a principal coisa", ressalta.
Os pesquisadores esperavam reunir e enviar 100.000 larvas fertilizadas, mas conseguiram criar apenas 20.000. Em um mês, 55 por cento dos juvenis criados a partir de esperma congelado, e 81 por cento dos criados com esperma fresco, ainda estavam vivos nas duas instituições, o Laboratório Marinho Mote e o Centro Aquário de Conservação da Flórida, onde estão sendo monitorados. Isso é um enorme sucesso, diz Hagedorn.
“Acho que o melhor que já fiz foi quatro por cento”, diz ela. "O crescimento acabou de ser fenomenal."
O próximo passo é mostrar que eles podem amadurecer. E a esperança é acelerar essa maturação - usando uma técnica desenvolvida por Mote - para fazê-los desovar aos três anos de idade, em vez de sete, diz Hagedorn.
E, eventualmente, ela gostaria de encontrar uma maneira de obter os novos elkhorns possivelmente mais resilientes no oceano. "Enquanto tentamos criar ferramentas melhores para a restauração, temos que ser capazes de experimentá-las na natureza", diz Hagedorn. “Caso contrário, por que criá-los?”
Porque eles cruzaram, é a prova de que eles são da mesma espécie, embora espécies isoladas, geograficamente distantes. Apesar das semelhanças, a introdução na natureza não deve ser tomada de ânimo leve, diz Hagedorn. "Temos que ser muito cautelosos em como fazemos isso."
O financiamento para este projeto foi fornecido por Paul G. Allen Philanthropies, pela Paul M. Angell Family Foundation e pelo Volgenau-Fitzgerald Family Fund.
