Криоконсервация кораллов для размножения — ключ к выживанию

Сперма кораллов, собранная во Флориде и Пуэрто-Рико и мгновенно замороженная, была использована для оплодотворения яйцеклеток кораллов с острова Кюрасао, расположенного за сотни миль. Полученные в результате этого транс-карибского скрещивания молодые кораллы демонстрируют репродуктивную совместимость колоний, которые в дикой природе были бы слишком далеко друг от друга, чтобы произвести потомство. Это крупнейшая популяция диких животных, когда-либо выращенная из криоконсервированного материала.

Исследование международной команды учёных, включая Мэри Хейджедорн из Школы наук о Земле и технологий Университета Гавайев, опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Техника может использоваться как инструмент сохранения, внося генетическое разнообразие в популяции исчезающих кораллов и потенциально ускоряя их адаптацию к изменению климата.

Вспомогательный поток генов

Кораллы — ключевой вид для рифовых экосистем. Генетическое разнообразие — это топливо для адаптации видов. Однако половое размножение карибских кораллов в дикой природе сейчас встречается крайне редко. Будучи прикреплёнными организмами, они имеют ограниченную возможность получать новое генетическое разнообразие через поток генов.

"Чтобы увеличить генетическое разнообразие кораллов, мы можем использовать 'вспомогательный поток генов', объединяя кораллы, которые в природе разделены большими расстояниями, но это невероятно сложно с логистической точки зрения", — отмечает профессор Илиана Баумс.

Криоконсервация

Большинство кораллов размножаются, выпуская в воду связки яйцеклеток и сперматозоидов во время нереста. Исследователи собрали эти связки у кораллов во Флориде и Пуэрто-Рико, разделили половые клетки и быстро заморозили сперму с помощью техники криоконсервации в жидком азоте.

"Поскольку эти кораллы производят половые клетки только раз в год, замороженная сперма, собранная во Флориде и Пуэрто-Рико, должна была быть криоконсервирована заранее и храниться более года до нереста на Кюрасао", — поясняет Баумс.

Часть спермы хранилась замороженной в генетическом банке Национальной программы по зародышевой плазме животных USDA до 10 лет. Её доставили на Кюрасао, разморозили и использовали для оплодотворения свежих яйцеклеток, собранных на месте. Оплодотворённые яйцеклетки развились в личинок, которых затем перевезли в лабораторию Mote Marine Laboratory и Флоридский аквариум, где они развились во взрослых особей.

Инструмент для сохранения

"В целом, 42% потомства от транс-карибского скрещивания выжили как минимум до шести месяцев — это самый высокий показатель выживаемости, когда-либо достигнутый для этого исчезающего вида", — сообщает морской биолог Кристен Мархавер.

Родство было подтверждено с помощью генотипирующего "чипа", разработанного в лаборатории Баумс. Результаты показывают, что вспомогательный поток генов может быть ценным инструментом в сохранении видов, внося генетическое разнообразие в эту находящуюся под угрозой исчезновения морскую популяцию.