Mrożone koralowce. Szansa na ocalenie bezcennych raf

Rafy koralowe są jednym z najbardziej zagrożonych zniszczeniem ekosystemów na Ziemi. Te niezwykle bogate w życie obszary pokrywają zaledwie 1 proc. morskiego dna, ale stanowią schronienie dla 25 proc. wszystkich morskich gatunków zwierząt. Ich biologiczne bogactwo sprawia, że są nazywane “lasami deszczowymi oceanu".

Te kluczowe środowiska są jednak pod ogromną presją. Zanieczyszczenia, działalność człowieka, rosnące temperatury i zakwaszenie wody sprawiają, że w ciągu najbliższych 20 lat zniknąć może 70 do 90 proc. raf. Koralowce, bezkręgowe zwierzęta, których wapienne skorupy stanowią fundament raf, nie tolerują gwałtownego ocieplania wody i umierają. Rafy są też rozpuszczane przez kwas węglowy, który powstaje, gdy do wody trafia CO2 z atmosfery.

Jednym ze sposobów na ratowanie raf ma być sztuczna hodowla odpornych koralowców i ponowne umieszczanie ich na rafach. To jednak bardzo trudny i czasochłonny proces.

Koralowce odbywają tarło tylko przez kilka dni w roku, więc zdobycie potrzebnych do hodowli larw czy materiału genetycznego jest dużym wyzwaniem. Naukowcy potrafią przechowywać plemniki czy larwy koralowców, ale ograniczony czas, kiedy zdobycie takiego materiału wyjściowego do hodowli jest możliwe sprawia, że hodowle koralowców prowadzone są obecnie na niewielką skalę.

Nowe badania, przeprowadzone przez uczonych z Uniwersytetu Hawajskiego, dają jednak nadzieję na to, że wkrótce uda się hodować koralowce na o wiele większą skalę. Zespół badaczy ogłosił właśnie, że opracował i skutecznie przetestował futurystyczny system pozwalający zamrażać kawałki dorosłych koralowców, a następnie przywracać je do życia.

W badaniu opublikowanym niedawno w czasopiśmie Nature Communications zespół opisuje, jak udało mu się ożywić fragmenty dorosłego koralowca hawajskiego po jego głębokim zamrożeniu.

Naukowcy umieścili kawałki koralowca w sztywnym aluminiowym pojemniku wypełnionym roztworem. Szybko schłodzili pojemnik ciekłym azotem do -196 stopni Celsjusza. Szybkie chłodzenie oznaczało mniejsze prawdopodobieństwo tworzenia się kryształków lodu, co pomogło uniknąć uszkodzenia tkanek. Umożliwiło to naukowcom skuteczne rozmrożenie dojrzałych fragmentów koralowców.

Po ponownym ogrzaniu pojemnika fragmenty koralowców włożono do wody morskiej. Badacze zaobserwowali, że wcześniej zamrożony koralowiec zużywał tlen w porównywalnym tempie w porównaniu z koralowcem, który nigdy nie był chłodzony. Wskazuje to więc, że zwierzę było w dobrej formie mimo tego, że przeszło właśnie bardzo nietypową procedurę.

Możliwość zamrażania części dorosłych koralowców jest dla badaczy bardzo ekscytująca.

"Jeśli uda nam się zwiększyć skalę tego przedsięwzięcia i udoskonalić hodowlę po rozmrożeniu koralowców, będziemy mogli pracować przez cały rok, a nie tylko przez kilka dni w okresie tarła" pisze Mary Hagedorn, autorka badania i biolog z Uniwersytetu Hawajskiego w Mānoa. "Jeśli nam się to uda, będzie to naprawdę realny proces, który zmieni sposób, w jaki postrzegamy bezpieczeństwo koralowców w przyszłości".

Prof. Matthew Powell-Palm, z Texas A&M University podkreśla, że proces jest prosty i mogą go z powodzeniem wykorzystywać zespoły zajmujące się ochroną przyrody na całym świecie. "Nie wymaga żadnych ruchomych części ani elektroniki" powiedział Texas A&M Today. "Jest to kluczowe z punktu widzenia praktyczności każdej techniki konserwacji, ponieważ w badawczych stacjach terenowych, w których musimy wdrażać takie techniki, zaawansowana technologicznie infrastruktura laboratoryjna zazwyczaj nie jest dostępna".

Rafy koralowe często znajdują się w cieplejszych częściach planety, w tym u wybrzeży Australii, na Karaibach i w pobliżu Hawajów czy u wybrzeży Afryki. Jednak w miarę jak kryzys klimatyczny powoduje, że na planecie robi się cieplej, temperatury powietrza i oceanów rosną. W tym roku w wielu regionach planety odnotowano rekordowe fale morskich upałów, kiedy temperatura morskiej wody gwałtownie wzrosła. W takich warunkach wiele koralowców ratuje się, wydalając kolorowe algi, które zazwyczaj pozostają z nimi w symbiozie. Algi odżywiają koralowca. Bez nich, trupiobiałe zwierzęta stają się coraz słabsze i coraz bardziej podatne na choroby.

Niektóre rafy koralowe nie regenerują się po takich masowych blaknięciach. Według raportu Narodowej Administracji Oceanicznej i Atmosferycznej (NOAA) dwa wyjątkowo katastrofalne blaknięcia, które miały miejsce w 2014 i 2015 roku w pobliżu Hawajów, charakteryzowały się wysokim wskaźnikiem śmiertelności. Prawdziwa rafa koralowa powstaje przez tysiące lat.

Pomimo światowych wysiłków na rzecz ochrony koralowców, ich liczebność wciąż maleje. Analiza przeprowadzona w 2021 r. przez Global Coral Reef Monitoring Network wykazała, że ocieplenie oceanów przyczyniło się do masowego blaknięcia, w wyniku którego w latach 2009-2018 zginęło 14% wszystkich koralowców.

To ma konsekwencje nie tylko dla bioróżnorodności i życia w oceanie, ale także dla ludzkiej gospodarki. ONZ szacuje, że tylko w dwóch regionach - Ameryce Środkowej i wyspach południowego Pacyfiku, rafy koralowe wnoszą do gospodarki odpowiednio 34,6 i 36,7 mld dolarów rocznie. Przyciągają turystów, zapewniają miejscowym rybakom bogate łowiska, wreszcie chronią wybrzeże przed silnymi sztormami. Obecne szacunki mówią, że do 2030 r. pozytywne, gospodarcze skutki istnienia zdrowych raf skurczą się o co najmniej 5 mld dol.

Przełom w technologii zamrażania i ożywiania dorosłych koralowców daje jednak nadzieję na to, że rafy nie znikną. Badacze pracują obecnie nad opracowaniem technik, pozwalających przechowywać zamrożone koralowce przez dłuższy okres czasu. Chcą także zmniejszyć stres, jaki procedura wywiera na komórki zwierząt.