Het was een geweldige avond voor koraalseks.

Warm water baadde het rif een mijl uit Key Biscayne. Een bijna volle maan gaf de staghornpoliepen het signaal dat de tijd rijp was. Een team enthousiaste wetenschappers en studentduikers van de Universiteit van Miami wachtte onder water, netten klaar om een ​​vlaag van eieren en sperma te verzamelen die naar de oppervlakte zouden drijven in wat zij omschrijven als een magisch sneeuwboleffect.

Vogels doen het. Bijen doen het. Koralen - die levende dieren zijn die zich voortplanten en niet alleen sierlijke rotsen - doen het ook.

Maar toen de klok richting middernacht tikte, lieten de schijnbaar schuwe hertshoorns hun gameten niet los. Een van de grote spektakels van de natuur zou op een andere avond plaatsvinden. Het paaien van koraal is onmogelijk nauwkeurig te voorspellen.

"Ze zijn klaar om te knallen, maar niet nu", zegt Liv Williamson, een senior onderzoeksmedewerker in mariene biologie en ecologie aan de Rosenstiel School of Marine, Atmospheric and Earth Science van de UM. Ze zwom al een uur onder water en scheen een licht op de poliepen bij Canon Reef, die UM-wetenschappers drie jaar geleden hebben geplant.

Terwijl Williamson aan boord klom en haar duikuitrusting uitdeed, grapten zij en haar expeditiegenoten dat ze liedjes van Barry White hadden moeten spelen uit de luidsprekers van de duikboot om wat romantische inspiratie te bieden.

Hoewel het paaien met twee nachten werd uitgesteld, was de duik een succes omdat onderzoek van de zwangere koralen die aan de UM werden gekweekt het bewijs leverde dat ze zich sneller voortplanten dan verwacht. En een nacht eerder in Key Largo hadden Williamson en collega's het paaien op een ander rif waargenomen en gameten verzameld voor hun laboratorium.

"Het is geassisteerde bevruchting," zei Williamson. "De koralen zouden nog steeds paaien en baby's maken, maar we proberen de output en het overlevingspercentage te maximaliseren door van verschillende kolonies en ouders te verzamelen, ze te mengen en de meest diverse, veerkrachtige reeks nakomelingen mogelijk te maken.

"Er is een beetje speed dating en matchmaking gaande."

De missie van UM's Rescue a Reef-programma gaat verder dan natuurbehoud. Niet alleen proberen wetenschappers rifhabitats die de afgelopen drie decennia zijn verwoest door ziekte, klimaatverandering en vervuiling, opnieuw te laten groeien, maar ze willen de volgende generatie riffen robuust genoeg maken om de kustlijn van Miami te beschermen tegen zeestijging, overstromingen en erosie .

Herstel een rif, red een stad.

"Koralen hebben een ongelooflijke driedimensionale structuur die golfenergie breekt en gemeenschappen veiliger houdt", zei Williamson. "Er is een verband. We hebben aangetaste riffen in Zuid-Florida en we zien de hele tijd kustoverstromingen. Een rif is als een zelfherstellende zeewering die groeit en gelijke tred houdt met de zeespiegelstijging."

Diego Lirman beschouwt zichzelf als een koraalgrootouder. Lirman, universitair hoofddocent mariene biologie en ecologie, runt het Rescue a Reef-laboratorium op Virginia Key. Het is een centrum van baanbrekend onderzoek en een kwekerij voor babykoralen.

"Na het verval van riffen te hebben bestudeerd, zag ik een kans om het verhaal om te draaien en ze weer tot leven te brengen", zei Lirman bij zonsondergang vanaf het dek van de duikboot terwijl hij zich voorbereidde op een bezoek aan het rif dat hij heeft verzorgd. "Helaas maar trots kunnen we zeggen dat elke staghorn van Miami Beach tot Key Largo koralen zijn die we hebben gekweekt. Nu reproduceren ze zichzelf."

Experimenteren met gameten in het laboratorium om nieuwe, sterkere koraalsoorten te produceren, is essentieel voor hun redding. Koralen zijn hermafrodieten die zowel eieren als sperma vrijgeven.

"Toen riffen gezond waren, waren er massale paaievenementen, grote feesten, gigantische orgieën in de oceaan," zei Lirman. "Maar natuurlijk paaien gebeurt niet zoals vroeger, omdat riffen zijn weggevaagd of kleiner zijn, dus de gameten zijn niet zo talrijk en daarom ontmoeten ze elkaar niet. Door ze te verzamelen en te kruisen, helpen we ze een handje. "

Koraaltuinieren is een effectieve methode geworden voor het moeizame proces van het herstellen van riffen, vooral met hertshoornkoraal, dat een bedreigde diersoort is nadat 90 procent ervan verloren was gegaan door ziekten en dat snel groeit - tot zes centimeter per jaar - in vergelijking met andere koralen. Vingers van de gewei-achtige hertshoorn kunnen worden afgebroken en vastgemaakt aan kunstmatige ondersteunende structuren onder water, waar ze zullen uitgroeien tot takken en kunnen worden getransplanteerd. Tuinieren is ook werken met hersen- en sterkoralen.

Maar tuinieren is de voortplanting van koralen die dezelfde genetische code hebben. Genetische diversiteit is de sleutel tot het creëren van gezondere koralen die beter bestand zijn tegen hitte en ziektes. Bovendien duurt het jaren om van een tak een kolonie te maken.

"Er is nu meer urgentie om onze kustlijn en miljarden dollars aan kusteigendom te beschermen", zei Lirman. "Je wilt een genetisch gediversifieerde populatie die kan omgaan met alle tegenslagen die onze veranderende, gestreste oceanen ermee te maken hebben. In het laboratorium kunnen we de eieren en het sperma van acht verschillende kolonies bevruchten en een miljoen baby's met verschillende ouders creëren. We kunnen gameten kruisen met sperma uit Mexico om de juiste combinatie van genen te vinden die de volgende bleekgebeurtenis zullen overleven."

In het laboratorium kunnen wetenschappers maandenlang babykoralen voeden en verzorgen, tijdens hun meest kwetsbare levensfase, en hun overlevingspercentage verbeteren wanneer ze als tienerkoralen in de oceaan worden teruggebracht.

Door koralen in het laboratorium te bestuderen, kunnen wetenschappers ook omstandigheden simuleren zoals de maancyclus en watertemperaturen die koralen ertoe aanzetten om met opmerkelijke synchroniciteit te paaien.

"We hebben ontdekt dat dieren die aan de zeebodem zijn vastgelijmd en geen manier hebben om met elkaar te praten, iets nodig hebben om samen te interpreteren," zei Williamson. "Ze hebben receptoren voor blauw licht die licht van de maan detecteren. Het is fascinerend dat deze organismen die niet eens hersenen hebben en die op de rand van uitsterven stonden, met elkaar kunnen coördineren en dezelfde omgevingssignalen kunnen gebruiken om zich voort te planten en te blijven. veerkrachtig."

Om de herstelstrategieën van de UM te versterken, overhandigde het Advanced Research Projects Agency van het Amerikaanse ministerie van Defensie het laboratorium een ​​federale subsidie ​​van $ 7,5 miljoen om de bedreigingen voor de militaire en civiele kustinfrastructuur in Florida en het Caribisch gebied aan te pakken.

"Miami is ground zero voor het in gevaar brengen van kustinfrastructuur door zeestijging, orkaanstormvloed en overstromingen", zegt Andrew Baker, hoogleraar mariene biologie en directeur van het Coral Reef Futures Lab aan de Rosenstiel School. "We willen hybride riffen bouwen die de golfbufferende voordelen van kunstmatige structuren en de ecologische voordelen van koraal bieden.

"Onze riffen zijn gehavend door hitte, verzuring, afvalwater en afvoer van voedingsstoffen. Hoe ontwikkelen we technische oplossingen die groei en veerkracht bevorderen?"

Baker en Lirman hopen uiteindelijk 125 hectare rifhabitat te herstellen door meer dan 150.000 koraalkolonies en larven van vijf soorten te planten. Ze werken tegen factoren die ervoor hebben gezorgd dat 25 procent van de koraalbedekking in de wereld de afgelopen 30 jaar is verdwenen. In Florida zijn riffen cruciaal voor de economie en ecologie van de staat, omdat ze een leefgebied vormen voor vissen en kreeften en een barrière vormen tegen stormvloed. De National Oceanic and Atmospheric Administration heeft zelfs een prijskaartje aan riffen gehangen, berekend dat ze een activawaarde van $ 8,5 miljard hebben in het zuidoosten van Florida en 70.400 banen genereren.

UM-studenten mariene biologie Avery Boals en Juliana Grillo pakken het meer paternalistisch aan. Zij zijn vrijwilligers voor Rescue a Reef. Tijdens de recente nachtduik zochten en vonden ze specifieke hertenhoorns die Grillo tweeënhalf jaar geleden had geplant.

"Ik heb hun groei van kindertijd tot volwassenheid gevolgd", zei Grillo. "Ik duik daar naar beneden en herken ze en het geeft je een goed gevoel om te zien hoe ze het goed doen." + Verder verkennen

Wetenschappers proberen hybride koraalrif voor Miami te ontwikkelen

©2022 Miami Herald.
Verdeeld door Tribune Content Agency, LLC.