Lo que en muchos sentidos fue una apuesta ha valido la pena para un grupo dedicado de biólogos, y posiblemente para otros científicos que buscan una forma novedosa de preservar las especies amenazadas.
Utilizando esperma congelado para fertilizar óvulos vivos, los investigadores pudieron criar coral de cuerno de alce ( Acropora palmata ) de un área geográfica con cuerno de alce de un área diferente, allanando el camino para rescatar potencialmente no solo a las especies en peligro y haciéndolo más resistente al cambio climático, pero también brindando una vía de esperanza para restaurar otras especies.
"Nadie creía que pudiéramos hacer esto", dice Mary Hagedorn, científica investigadora principal del Instituto Smithsonian de Biología de la Conservación y coautora principal de un artículo que describe el trabajo que se presentó en la Conferencia Reef Futures en Florida la semana pasada.
“Fue Hércules que hicimos esto. El trabajo fue muy duro en todos los niveles ”, dice ella.
Hagedorn y cientos de colegas colaboraron en el proyecto, que utilizó esperma de alce criopreservado de Florida, Puerto Rico y Curazao en el Caribe para fertilizar huevos vivos recogidos de coral de alce en Curazao para crear larvas que luego fueron criadas en tanques de aislamiento en viveros en Florida. Hasta ahora, los corales bebés (o reclutas) de un mes de edad constituyen una de las mayores poblaciones vivas creadas a partir de material crioconservado, con la excepción de los seres humanos, dice Hagedorn.
Los colegas que estudian los corales desdeñaron la idea de utilizar la criopreservación como técnica de reproducción asistida, dice ella. "Fue muy difícil hacer que la gente entendiera lo importante que era este proceso científico no solo para mantener la biodiversidad, sino también para ayudar con los procesos de restauración, especialmente cuando estamos tratando de crear corales mejores y más robustos para el futuro", dice Hagedorn.
"Es muy especial que hayamos logrado este avance en los corales de cuernos de alce, porque son muy importantes para construir arrecifes de coral y proteger las costas de todo el Caribe", dice la coautora Kristen Marhaver. (SCBI, foto de Stephani Gordon) "Ser capaces de criopreservar esperma de coral nos permite cultivar corales de la misma manera que los humanos han estado cultivando cultivos durante siglos: salvando la diversidad genética en los bancos de semillas y criando a los individuos más fuertes de las poblaciones locales para ayudar a las especies a mejorar en general", dice el estudio. co-autor principal Kristen Marhaver en un comunicado de prensa del Smithsonian.
Los investigadores eligieron el cuerno de alce, un coral grande y ramificado de rápido crecimiento con gruesas ramas como astas, porque actúa como un protector esencial para las islas que enfrentan la destrucción de los mares en ascenso, y por su importancia en proporcionar hábitat para peces en todo el Caribe. También ha sido catalogada desde 2006 como especie amenazada por el Servicio Nacional de Pesca Marina.
Elkhorn ha disminuido en más del 90 por ciento en el Caribe, debido a enfermedades y al calentamiento de las aguas.
"Es muy especial que hayamos logrado este avance en los corales de cuernos de alce, porque son muy importantes para construir arrecifes de coral y proteger las costas de todo el Caribe", dice Marhaver, científico asociado de la Estación de Investigación CARMABI en Curazao.
La idea detrás del trabajo era ver si el elkhorn que vivía en las cálidas aguas de la costa de Curazao podía conferir algún tipo de atributos especiales al elkhorn en la costa de Florida y Puerto Rico, que ahora experimentan temperaturas más cálidas.
En lugar de trasladar un cuerno de alce de Curazao a los otros lugares, que, aunque son la misma especie, podrían introducir nuevos hongos o bacterias en esas aguas no nativas, decidieron cruzar los espermatozoides y los óvulos del cuerno de alce desde diferentes lugares. ubicaciones.
Pero los investigadores primero tuvieron que capturar espermatozoides y óvulos, lo que implicó el tiempo y un poco de suerte. Los alcenos, como todos los corales, son hermafroditas y, por lo tanto, liberan huevos y esperma simultáneamente.
Se sabe que elkhorn engendra una vez al año en agosto en el Caribe, generalmente alrededor de la luna llena. Para obtener los espermatozoides, los buzos normalmente descienden a un arrecife y buscan la señal de que el cuerno de alce está "fraguando" o sosteniendo los paquetes de óvulos de esperma. Solo sostienen esos paquetes durante aproximadamente media hora, por lo que los buzos tienen que lanzar rápidamente una red de seda artificial sobre los paquetes, que se parecen casi al acné, y esperar a que se suelten, dice Hagedorn. La red canaliza los paquetes flotantes en un dispositivo de recolección, y los científicos luego pueden separar el esperma, un líquido lechoso, de los óvulos.
Ambos solo son viables durante aproximadamente cinco a siete horas, lo que hace que la idea de criar un elkhorn de Curazao con un elkhorn de Florida sea una propuesta difícil. Pero en 2007 Hagedorn y sus colegas desarrollaron una técnica para congelar esperma. Comenzaron un banco de esperma en Puerto Rico en 2008 y otro poco después en Florida. Ese esperma congelado se usó para fertilizar los óvulos vivos que recolectaron en Curazao.
Aún así, el proceso de recolección no fue fácil en Curazao. Los arrecifes estaban cerca de la costa, lo que facilitaba el acceso: los buzos acababan de entrar con su equipo. Pero Hagedorn y sus colegas no estaban del todo seguros de cuándo aparecen los cuernos de alce en Curazao. Con una luna llena a fines de julio y otra en agosto, no querían arriesgarse. Entonces, durante seis semanas, los científicos se prepararon para la recolección, y los buzos fueron al arrecife, todas las noches, hasta que finalmente presenciaron un gran desove durante dos días a principios de septiembre, casi dos semanas después de la luna llena de agosto.
Los investigadores utilizaron esperma fresco de Curazao para fertilizar esos huevos frescos. También crearon otros tres lotes de cruces. Usaron esperma de elkhorn congelado de Curazao, Florida y Puerto Rico para fertilizar los huevos de elkhorn de Curazao.
No es sorprendente que el esperma fresco obtuviera mejores resultados que el congelado: una tasa de fertilización del 91 por ciento, en comparación con el 37 al 82 por ciento para el esperma congelado de Curazao, del 3 al 19 por ciento para el esperma congelado de Florida y del 0 al 24 por ciento para el congelado Puerto Rico esperma. Hagedorn dice que a menudo dependía de la calidad del huevo, que variaba durante las dos noches. Y, el esperma congelado en algunos casos había estado en hielo durante 10 años; Hoy, las técnicas de crioconservación son mejores y probablemente conducirían a mayores tasas de éxito, dice ella.
Y aunque los corales son de la misma especie, tienen algunas distinciones genéticas, por lo que la incompatibilidad biológica también es un problema, dice Hagedorn. "Pero funcionó, eso fue lo más importante", señala.
Los investigadores esperaban recolectar y enviar 100, 000 larvas fertilizadas, pero en su lugar solo pudieron crear 20, 000. En un mes, el 55 por ciento de los juveniles creados a partir de esperma congelado, y el 81 por ciento de los creados con esperma fresco, todavía estaban vivos en las dos instituciones, el Laboratorio Marino Mote y el Centro de Conservación del Acuario de Florida, donde están siendo monitoreados. Eso es un gran éxito, dice Hagedorn.
"Creo que lo mejor que he hecho es cuatro por ciento", dice ella. "El crecimiento ha sido fenomenal".
El siguiente paso es demostrar que pueden madurar. Y la esperanza es acelerar esa maduración, usando una técnica desarrollada por Mote, para que aparezcan a los tres años de edad, en lugar de los siete, dice Hagedorn.
Y, finalmente, le gustaría encontrar una manera de llevar al alce los nuevos alces, posiblemente más resistentes. "A medida que intentamos crear mejores herramientas para la restauración, tenemos que poder probarlas en la naturaleza", dice Hagedorn. "De lo contrario, ¿por qué crearlos?"
Debido a que se cruzaron, es una prueba de que son la misma especie, aunque son especies aisladas y geográficamente distantes. A pesar de las similitudes, la introducción en la naturaleza no debe tomarse a la ligera, dice Hagedorn. "Tenemos que ser muy cautelosos en cómo lo hacemos".
El financiamiento para este proyecto fue proporcionado por Paul G. Allen Philanthropies, la Fundación de la Familia Paul M. Angell y el Fondo de la Familia Volgenau-Fitzgerald.
