Roztažená obří chobotnice na zádech a ocas 45-stopového modelu velryby, která se tyčí nad našimi hlavami v Ocean Hall National Museum of Natural History, usnadňují představu, že sedíme na korálovém útesu. Mary Hagedorn, mořská biologka z Smithsonian Conservation Biology Institute, načrtává scénu: „Řekněme, že se jedná o jediný druh. Dokážeme si představit Acropora palmata . Vypadají jako sekvoje. Jsou to mamutí korály a před námi jsou stovky. “
Ohrožený druh, také známý jako elkhornský korál, protože jeho větve připomínají lososí parohy, se nachází v mělké vodě po celém Karibiku. Jednou za rok, v srpnu nebo září, se druh pohlavně rozmnožuje metodou zvanou „vysílané tření“. Používá měsíc, západ slunce (což vnímají prostřednictvím fotoreceptorů) a chemikálii, která jim umožňuje „vůni“ navzájem, sousední kolonie se synchronizují jejich tření. Na dvě až čtyři noci každý jednotlivý korálový polyp na kolonii uvolní do vodního sloupce svazek vajíček a spermií. Vaky, které Hagedorn popisuje jako vypadající jako shluky hroznů, se unášejí na povrch, kde se rozbijí, smíchají se s těmi z jiných kolonií a vzájemně se oplodní.
Hagedorn byl svědkem celkem 63 plodů z deseti různých druhů, včetně Acropora palmata, v Karibiku a Tichomoří. "Budeme mít před sebou nějaké a možná některé vlevo a jiné vpravo v těchto populacích, " říká a mávala rukama, jako by dirigovala orchestr tření korálů v našem imaginárním útesu.
Korálové útesy jsou domovem jedné čtvrtiny všech mořských druhů. Chrání pobřeží před hurikány a tsunami a jsou zdrojem potenciálních biofarmaceutik. Ale za posledních 30 let bylo v Karibiku zničeno ohromujících 80 procent korálů. Jak se zhoršuje kvalita nemocí korálů, zhoršuje se kvalita vody a spalování fosilních paliv zvyšuje množství oxidu uhličitého rozpuštěného v mořské vodě, což zase zvyšuje kyselost vody. Kostní ložiska korálů, které tvoří útesy, korodují v kyselé vodě jako zuby v sodě. Asi třetině všech korálů hrozí vyhynutí a někteří odborníci na korály tvrdí, že bychom mohli ztratit útesy, jak je známe do roku 2050.
Před sedmi lety studoval Hagedorn ryby. Ale po úspěchu kryokonzervačních rybích embryí - tj. Jejich zmrazení a uložení pro pozdější použití - si myslela, že by mohla použít některé stejné techniky na korály. V roce 2004 se přiblížila k tření korálů a přestěhovala se z Washingtonu, DC na severovýchodní pobřeží Oahu, kde je umístěna na Havajském institutu mořské biologie na ostrově Coconut. Vytvořila první zmrazené úložiště korálových spermií a embryonálních buněk. „Banky spermií“ se vzorky od elkhornského korálu a havajského korálového houba jsou pojištěním různých druhů, a to tím, že by jim mohly být odedávány jeden, 50 nebo dokonce 1 000 let, aby obnovily a přidaly genetickou rozmanitost umírajícím populacím. "Moje věc je, že plánuji to nejhorší a doufám v to nejlepší, " říká. "Vyrobit zmrazenou banku je taková malá cena." A náklady na to, že to neděláte, jsou tak astronomické. Nedává to smysl. “
Hagedorn byl svědkem celkem 63 plodů z 10 různých druhů v Karibiku a Tichomoří. (Mary Hagedorn) 
Asi třetině všech korálů hrozí vyhynutí a někteří odborníci na korály tvrdí, že bychom mohli ztratit útesy, jak je známe do roku 2050. (Mike Henley v Národní zoo) 
"Pokud ztratíme korálové útesy, bude to první ekosystém, který jsme ztratili, když je člověk naživu." Bude to na našich hodinkách a hlavně díky nám. Nemyslím si, že je to přijatelné, “říká Hagedorn vpravo. (Jim Daniels) 
Mary Hagedorn vytvořila první zmrazené úložiště korálových spermií. „Banky spermií“ se vzorky z korálů elkhorn, jak je zde ukázáno, a havajské houby korálů, jsou druhem pojištění. (Carlos Villoch / Specialist Stock / Corbis) Výzva pro Hagedorna je na správném místě ve správný čas. V Oahu je v připravené poloze, když se havajské korálové houby vynoří dva dny po úplňku v červnu, červenci, srpnu a září. Postupem času vylepšila své metody sběru gamet. Když se korály začínají „usazovat“, což znamená, že se začnou kupit svazky vajíček a spermií připravené k propuštění, Hagedorn a její tým potápěčů kladou na jednotlivé korály jemné, přizpůsobitelné sítě. Na síti je plastový trychtýř, připevněný k odměrce a plovák. Poté, co se korály vynoří, kajakáři shromáždí vzorky a přivedou je na břeh. "Opravdu doufáme, že se jedná o typ procesu, který můžeme naučit téměř každému vědci, a mohou to udělat na malé laboratoři na pláži, " říká.
Spermie a vejce jsou životaschopné pouze několik hodin, takže Hagedorn a její tým pracují rychle. V laboratoři, jakmile se vaky rozpadnou, Hagedorn čistí vejce a studuje pohyblivost a koncentraci spermií pod mikroskopem, podobně jako odborníci na lidskou plodnost. Obvykle ráda shromažďuje sperma od pěti do sedmi mužů, aby zmrzla. Pokud pracuje s novým druhem, testuje Hagedorn různé míry zmrazení. Sperma je chlazena z pokojové teploty až na teplotu kapalného dusíku nebo mínus 324 stupňů Fahrenheita rychlostí 10, 20 nebo 30 stupňů za minutu. Poté spermie rozmrazí, zkontroluje její pohyblivost a rozhodne o míře, která vede k největšímu procentu silných plavců. V kritickém testu procesu Hagedorn úspěšně použil zmrazené korálové spermie k oplodnění čerstvých vajec.
Hagedorn také zmrazuje korálové embryonální buňky. Za tímto účelem oplodní čerstvá vejce čerstvými spermaty a v závislosti na druhu čeká na růst embryí asi 12 až 24 hodin. Poté tato embrya rozdělí a zmrazí embryonální buňky. "Nevíme, jak to udělat hned, ale v budoucnu snad budeme schopni vzít ty embryonální buňky, které v nich mají více než pravděpodobné korálové kmenové buňky, a přeměnit je na jednotlivé korály, " říká Hagedorn. "Doufám, že biologie lidských kmenových buněk se bude pohybovat tak rychlým tempem, že se nám podaří rychle využít těchto pokroků a aplikovat je na korály."
Hagedorn pracuje na rozšíření své havajské banky o spermie a embryonální buňky z korálových rýží, což je druh náchylný k nemocem a bělení. V srpnu dva týdny navštěvovala Smithsonianovu námořní laboratoř Carrie Bow Cay v Belize, aby ohrozila staghorn coral. "Nyní je čas sbírat, " říká Hagedorn, zatímco v korálovém oceánu je stále hodně genetické rozmanitosti. "Ne za 20 let, kdy se populace možná ještě více zhroutila." Pojďte listopad, Hagedorn a Smithsonian Conservation Biology Institute ve spolupráci s australským institutem mořských věd, Sydneyskou zoo Taronga Zoo a dalšími, vytvoří zmrazenou banku spermatu pro dva hlavní korálové druhy z Velkého bariérového útesu.
Sledujte dechberoucí podvodní záběry u pobřeží Panamy, kde se korálové útesy rozmnožují ve vlně pečlivě načasované akceNancy Knowltonová, renomovaná biologka korálových útesů a Smithsonianova katedra mořských věd v Natural History Museum, souhlasí s Hagedornem, že vědci by měli používat nástroje, které mají ke zmírnění ztrát korálů. Kryokonzervace je podle ní „velmi důležitým nástrojem v krabici s nástroji“.
"Korály se obvykle reprodukují a rozmnožují a nepotřebují, abychom jim pomáhali, " říká Knowlton. "Ale vzhledem k nejistému stavu útesů kolem planety je možné, že u některých druhů, zejména vzácných druhů, budeme muset čerpat z těchto kryokonzervovaných bank, abychom se ujistili, že nevyhynou."
Hagedorn pracuje také na vývoji dalších nástrojů, honí způsob zmrazení malých, jeden až dva milimetry úlomků korálů. Kromě sexuální reprodukce se může korál reprodukovat také asexuálně - pokud se kus odlomí, může se zakořenit v mořském dně a založit novou kolonii. "Po rozmrazení mohou být tito malí dospělí slepeni a během několika let se mohou stát reprodukčními, " říká Hagedorn. Je také zastáncem chovu korálových larev v akváriích po celém světě. V Curacao, skupina vědců s SECORE, korálovým konsorciem založeným v roce 2002, jehož je Hagedorn členem, experimentuje s chovem korálů v polopřirozeném prostředí, potrubí z vody z útesu, takže mladé korály jsou vystaveny působení patogeny a výkyvy teploty divočiny, bez predátorů.
Kryokonzervace a obnova korálů musí samozřejmě jít ruku v ruce s prací na zlepšení zdraví divokých ekosystémů. "Není dobré dávat pěkné malé juvenilní korály, které jste vychovali z vajíček a spermií, na poli, pokud podmínky, které zabíjely korály na začátku, stále přetrvávají, " říká Knowlton.
Hagedorn by nakonec rád viděl kryokonzervaci korálových buněk v globálním měřítku. "Hodně mě naučila mít vášeň pro to, co děláte, a mít vytrvalost vydržet to a pokračovat ve věcech, v které věříte, " říká Ginnie Carterová, biotechnikka v Hagedornově laboratoři.
"Pokud ztratíme korálové útesy, bude to první ekosystém, který jsme ztratili, když je člověk naživu." Bude to na našich hodinkách a hlavně díky nám. Nemyslím si, že je to přijatelné, “říká Hagedorn. Bere vážně potřebu, aby lidé pociťovali osobní zodpovědnost za péči o Zemi. "Pro mě je můj příspěvek korál, " říká.
Margaret Wertheim hovoří o tom, jak ji inspirovala matematika a změna klimatu k zahájení projektu Hyperbolic Crochet Coral Reef
