In een glimmend nieuw lab bovenop het nieuwe Frost Museum of Science, negen aquaria bevatten kolonies van hertshoornkoralen die tot de rand van de dood gestrest zijn.

Als alles volgens plan verloopt, de koralen zullen nieuw leven worden ingeblazen met sterkere algen die in staat zijn om de opwarmende oceanen van de planeet te overleven en opnieuw worden geplant tijdens een nieuwe veldproef - de eerste ooit in zijn soort - om het zieke rif net buiten het beeldschone uitzicht van het centrum van Miami te helpen redden.

De hoop is dat de koralen beter bestand zijn tegen verwoestende verblekingsgebeurtenissen die zich nu wereldwijd in een ongekend tempo voordoen, en net genoeg leven in het rif te blazen om wetenschappers meer tijd te geven om hardnekkiger problemen aan te pakken die worden aangewakkerd door klimaatverandering.

Het is een ambitieus plan, en een draai aan de groeiende strategie om riffen te redden met nieuwe rassen van wat sommigen 'superkoralen' hebben genoemd. Maar als het hier werkt, wetenschappers geloven dat het een game changer kan zijn bij het herbouwen van riffen over de hele wereld.

"Het idee is om hun thermische tolerantie te vergroten voordat ze worden uitgeplant in de hoop dat we niet alleen de volgende reeks slachtoffers van klimaatverandering opzetten, " zei Riva Winter, een Frost-curator en uitvinder-in-residence in het lab.

De uitdaging zal zijn om de koralen in het wild hun nieuwe winterhardheid te laten behouden en snel genoeg te laten groeien om een ​​verschil te maken, zei Andrew Bakker, een mariene bioloog aan de Rosenstiel School of Marine and Atmospheric Science van de Universiteit van Miami, die pionierde met de stresstechniek.

"Het veld is een veel gecompliceerdere situatie, " hij zei.

Gebouwde riffen zijn niets nieuws in herstelinspanningen die urgenter zijn geworden door de toename van bleekgebeurtenissen en andere koraalverliezen. Sinds 1998, drie wereldwijde verblekingen hebben riffen gedecimeerd, met de laatste in 2016 het doden van een derde van het Great Barrier Reef. In Zuid-Florida, waar een ziekte-uitbraak ook het enige kustgebied in de VS heeft gegrepen, back-to-back blekingen troffen in 2014 en 2015 voor het eerst in de geschiedenis.

Bleken treedt op wanneer de watertemperatuur stijgt en de algen die in het koraal leven, die fotosynthetiseren en voedsel produceren voor de koralen, in plaats daarvan vrije radicalen produceren die giftig zijn, zei Bakker. De koralen spugen de algen uit, verhongeren en sterven.

Maar niet altijd, hij zei. Sommigen herstellen en groeien verder.

Koraalwetenschappers begonnen die soorten te identificeren en ze te gebruiken om kwekerijen te zaaien met een groeiende voorraad veerkrachtiger koralen. Bij de UM, Bakkerscollega Diego Lirman heeft meerdere kwekerijen neergezet met staghorn, die ooit de meest dominante soort waren op het rif van Florida, het bieden van een uitgebreid raamwerk dat het tot een van de meest diverse ter wereld maakte. Ongeveer 90 procent is verdwenen. In de sleutels, Mote Marine Lab heeft 22 getransplanteerd, 000 koralen, en in 2016 sloot het een 15-jarige deal met de Nature Conservancy om genenbanken te bouwen en te beginnen met de transplantatie van meer dan een miljoen in de Keys en het Caribisch gebied.

Maar Baker was bang dat het opnieuw planten van riffen met hetzelfde genotype ze vatbaar zou kunnen maken voor andere bedreigingen, zoals ziekten. Wat als de algen het verschil zouden maken?

"Het is een zeer strak ontwikkeld partnerschap, " zei hij. "De koralen zitten al honderden miljoenen jaren bij deze algen en deze algen zijn van cruciaal belang om te begrijpen waarom koraalriffen überhaupt bestaan, want zonder deze algen, koralen kunnen niet overleven."

In 2004, hij keek naar bleekgebeurtenissen in Panama, de Perzische Golf en de westelijke Indische Oceaan, en ontdekte dat na de gebeurtenissen, specifieke algen werden dominanter.

"De zwakke schakel in het partnerschap zijn eigenlijk de algen, " zei hij. "Als ze worden geraakt door te veel hittestress, in plaats van een mooi fotosynthetisch voedsel te produceren... beginnen ze gifstoffen te produceren."

Baker ontdekte hoe hij bleken kon nabootsen en de koralen net genoeg kon belasten om ze hun algen te laten uitspuwen. Vervolgens, voordat ze stierven, hij introduceerde de sterkere algen. Gedurende de zomer, om het proces efficiënter te maken, hij is van plan de stress in het veld na te bootsen door de koralen op vlotten te laten drijven en ze bloot te stellen aan warmte en licht voordat ze worden geplant.

Het project is niet zonder haperingen verlopen. Deze herfst, Baker en Lirman maakten zich klaar om te stressen en koralen te planten bij Key Biscayne. Toen sloeg orkaan Irma toe. Winter werd ook uitgeroepen tot een van Frost's eerste uitvinders-in-residence na het indienen van het werk voor een onderzoeksprogramma van een jaar, maar de bouw van het museum liep achter op schema, en het lab op de vijfde verdieping heeft vertraging opgelopen.

Miami-ondernemer Ted Caplow, een voormalig museumbestuurder die $ 1 miljoen schonk om het lab te creëren, zei dat het project nooit deel uitmaakte van het moeilijke bouwbudget, dus het heeft het overleefd.

Het lab is vanaf 10 maart open voor museumbezoekers - een deel van zijn missie is om wetenschap in actie te laten zien. Maar het is ook bedoeld om Miami op de kaart te zetten voor innovatie en om het soort "versnelde aanpassing" te laten zien dat nodig is om klimaatverandering aan te pakken, zei Caplow.

"We praten over het regenwoud. We praten over de opwarming van de aarde. We praten over de ozon. Dat zijn allemaal processen die veel langzamer en minder urgent zijn dan het verlies van koraalrif, ', zei hij. 'Als deze trend zich voortzet, koraalriffen worden gewoon iets in de geschiedenisboeken voor onze kinderen en onze kleinkinderen."

Sommige pas uitgeharde koralen zijn al opnieuw geplant bij Key Biscayne. Gedurende de zomer, wanneer bleekgebeurtenissen worden verwacht, Bakker, Winter en een team van rifredders zullen meer gaan planten tussen de sleutel en Mid Beach. De koralen zullen worden gecontroleerd om te zien of ze de algen vasthouden, snel genoeg groeien om een ​​verschil te maken en bleken te overleven.

"We willen proberen om zowel de voordelen hiervan als mogelijk de risico's vast te leggen, ’ zei Bakker, "zodat voordat we dit opschalen naar iets heel dramatisch, we kunnen uitzoeken hoe we de relatieve kosten-batenverhouding het beste kunnen beheren."

© 2018 Miami Herald
Gedistribueerd door Tribune Content Agency, LLC.