Den utstrakte gigantiske blekkspruten på ryggen og halen til en 45 fots høyrekval modell over hodene våre i National Museum of Natural History's Ocean Hall, gjør det enkelt å forestille oss at vi sitter på et korallrev. Mary Hagedorn, en marinbiolog ved Smithsonian Conservation Biology Institute, skisserer scenen: “La oss si at det hele er én art. Vi kan forestille oss Acropora palmata . De ser ut som sequoias. De er enorme koraller, og det er hundrevis av dem foran oss. ”
Den truede arten, også kjent som elkhornskorall fordi grenene ligner elg gevir, finnes på grunt vann i hele Karibia. En gang i året, i august eller september, reproduserer arten seksuelt med en metode som kalles "kringkastende gyting." Ved hjelp av månen, solnedgangen (som de opplever gjennom fotoreseptorer) og et kjemikalie som lar dem "lukte" hverandre, synkroniserer nabokolonier. deres gyting. I to til fire netter frigjør hver enkelt korallpolyp på en koloni et knippe egg og sæd i vannsøylen. Sakene, som Hagedorn beskriver som ser ut som klynger av druer, driver til overflaten der de går i stykker, blandes sammen med de fra andre kolonier og gjødsler hverandre.
Hagedorn har vært vitne til totalt 63 gyter fra ti forskjellige arter, inkludert Acropora palmata, i Karibia og Stillehavet. "Vi har noen foran oss som går og kanskje noen til venstre og noen til høyre i disse befolkningene, " sier hun og vinker med armene som om å dirigere et orkester med gytende koraller i vår tenkelige rev.
Korallrev er hjem til en fjerdedel av alle marine arter. De beskytter strandlinjer mot orkaner og tsunamier og er en kilde til potensielle biofarmaceutiske midler. Men de siste 30 årene har en svimlende 80 prosent av korallene blitt ødelagt i Karibia alene. Koralsykdommer kjører voldsomt etter hvert som vannkvaliteten forverres, og forbrenningen av fossile brensler har økt mengden karbondioksid oppløst i sjøvann, noe som igjen øker vannets surhet. Skjelettavsetningene til koraller, som danner skjær, korroderer i surt vann som tenner i brus. Omtrent en tredjedel av alle koraller er i fare for utryddelse, og noen koralleksperter sier at vi kunne miste skjær slik vi kjenner dem innen 2050.
Inntil for syv år siden studerte Hagedorn fisk. Men etter å ha hatt noen suksess med å kryopreservere fiskembryoer - det vil si å fryse og lagre dem til senere bruk - trodde hun at hun kanskje kunne bruke noen av de samme teknikkene på koraller. I 2004, for å være nærmere gytekoraller, flyttet hun fra Washington, DC til nordøstkysten av Oahu, hvor hun er stasjonert ved Hawaii Institute of Marine Biology på Coconut Island. Hun har laget de første frosne lagringene av koralsæd og embryonale celler. "Sædbankene", med prøver fra elkhornskorall og hawaiisk soppkorall, er en slags forsikring, ved at de kan tappes ett, 50 eller til og med 1000 år fra nå for å gjenopprette og legge genetisk mangfold til døende populasjoner. "Min ting er at jeg planlegger det verste og håper på det beste, " sier hun. “Det er en så liten pris å lage en frossen bank. Og kostnadene for å ikke gjøre det er så astronomiske. Det er ikke fornuftig å ikke gjøre det. ”
Hagedorn har vært vitne til totalt 63 gyter fra 10 forskjellige arter i Karibia og Stillehavet. (Mary Hagedorn) 
Omtrent en tredel av alle koraller er i fare for utryddelse, og noen koralleksperter sier at vi kunne miste skjær slik vi kjenner dem innen 2050. (Mike Henley ved National Zoo) 
“Hvis vi mister korallrevene våre, vil det være det første økosystemet vi har mistet mens mennesket er i live. Det vil være på vår vakt og det meste skyldes oss. Jeg tror ikke det er akseptabelt, sier Hagedorn til høyre. (Jim Daniels) 
Mary Hagedorn har laget de første frosne lagringene av koralsæd. "Sædbankene", med prøver fra elkhorn-koraller, vist her, og Hawaiisk soppkorall, er en slags forsikring. (Carlos Villoch / spesialistbeholdning / Corbis) Utfordringen for Hagedorn er å være på rett sted til rett tid. I Oahu er hun i klar stilling når hawaiiske soppkoraller gyter to dager etter fullmåne i juni, juli, august og september. Over tid har hun finjustert metodene sine for å samle gameter. Når korallene begynner å "sette seg", noe som betyr at de blir pimplet med egg-sædbunter som er klare til å slippes, legger Hagedorn og hennes team av dykkere fine tilpassede tilpassede nett over individuelle koraller. På nettet er en plasttrakt, festet til en prøvekopp, og en flottør. Etter at korallene gyter, samler kajakkpadlere prøvene og bringer dem til land. "Det vi håper er at dette er den typen prosess som vi kan lære nesten enhver forsker, og de kan gjøre det på et lite laboratorium på stranden, " sier hun.
Sædcellene og eggene er bare levedyktige i noen timer, så Hagedorn og teamet hennes jobber raskt. Når laboratoriene en gang har falt fra hverandre, renser Hagedorn eggene og studerer sædens bevegelighet og konsentrasjon under et mikroskop, på omtrent samme måte som menneskets fruktbarhetsspesialister gjør. Hun liker vanligvis å samle sæd fra fem til syv hanner for å fryse. Hvis hun jobber med en ny art, tester Hagedorn forskjellige frysepriser. Spermene blir avkjølt fra romtemperatur helt ned til flytende nitrogentemperatur, eller minus 324 grader Fahrenheit, til kanskje 10, 20 eller 30 grader per minutt. Hun vil deretter tine sædcellene, sjekke dens bevegelighet og bestemme hvilken hastighet som gir størst prosentandel sterke svømmere. I den kritiske testen av prosessen har Hagedorn med suksess brukt frossen koralsæd for å befrukte ferske egg.
Hagedorn fryser også korale embryonale celler. For å gjøre dette gjødsler hun ferske egg med frisk sæd, og avhengig av art, venter omtrent 12 til 24 timer på at embryoene skal vokse. Deretter trekker hun disse embryoene fra hverandre og fryser de embryonale cellene. "Vi vet ikke hvordan vi skal gjøre det nå, men i fremtiden vil vi forhåpentligvis kunne ta de embryonale cellene som mer enn sannsynlig har stamceller fra koraller i seg og lokke dem til individuell korall, " sier Hagedorn. "Håpet mitt er at menneskets stamcellebiologi vil bevege seg i så raskt tempo at vi raskt vil kunne benytte oss av disse fremskrittene og anvende den på koraller."
Hagedorn jobber med å utvide den hawaiiske banken sin til å inkludere sædceller og embryonale celler fra riskoraller, en art som er utsatt for sykdom og bleking. I to uker i august besøkte hun Smithsonians Carrie Bow Cay Marine Laboratory i Belize for å banket truet staghorn-korall. "Nå er tiden inne for å samles, " sier Hagedorn, mens det fremdeles er mye genetisk mangfold i havets korall. "Ikke om 20 år fra nå, når bestander kan ha kollapset enda lenger." Kom november, Hagedorn og Smithsonian Conservation Biology Institute, i samarbeid med Australian Institute of Marine Science, Sydney Taronga Zoo og andre, vil opprette en frossen sædbank for to viktigste korallarter fra Great Barrier Reef.
Se fantastiske undervannsopptak utenfor Panamakysten, der korallrev reproduserer i en mengde med nøye tidsinnsatsNancy Knowlton, en kjent korallrevbiolog og Smithsonian's Sant-sjef for marin vitenskap ved Natural History Museum, er enig med Hagedorn i at forskere bør bruke hvilke verktøy de har for å dempe koralltapet. Kryopreservering, sier hun, er et "veldig viktig verktøy i verktøykassen."
"Koraller gyter og reproduserer normalt, og de trenger ikke at vi hjelper dem, " sier Knowlton. "Men gitt den usikre tilstanden til skjær rundt om i planeten, kan det godt hende at for noen arter, spesielt sjeldne arter, kommer vi til å trenge på disse kryokonserverte breddene for å sikre at de ikke blir utryddet."
Hagedorn jobber også med å utvikle andre verktøy, og benytter en metode for å fryse små, en til to millimeter store koraller. I tillegg til å reprodusere seg seksuelt, kan koraller reprodusere seg aseksuelt - hvis et stykke bryter av, kan det slå rot i havbunnen og starte en ny koloni. "Når du har tint, kan disse små voksne bli limt sammen og muligens bli reproduktive i løpet av år, " sier Hagedorn. Hun er også en talsmann for å oppdra koralllarver i akvarier rundt om i verden. På Curacao eksperimenterer en gruppe forskere med SECORE, et korallkonsortium som ble grunnlagt i 2002 som Hagedorn er medlem av, med oppdrett av koraller i et semi-naturlig miljø og ledet vann fra et skjær slik at de unge korallene blir utsatt for patogener og temperatursvingninger i naturen, uten rovdyrene.
Selvfølgelig må kryokonservering og korallgjenoppretting gå hånd i hånd med å arbeide for å forbedre helsen til ville økosystemer. "Det gjør ikke noe godt å legge fine, små, unge koraller som du har reist opp fra egg og sæd ute i marka hvis forholdene som drepte korallene til å begynne med fremdeles er gjeldende, " sier Knowlton.
Hagedorn vil til syvende og sist gjerne se koropreservering av koraller utført i global målestokk. "Hun har lært meg mye om å ha lidenskap for det du gjør, og å ha utholdenhet til å stikke det ut og fortsette med ting du tror på, " sier Ginnie Carter, en biotekniker i Hagedorns laboratorium.
“Hvis vi mister korallrevene våre, vil det være det første økosystemet vi har mistet mens mennesket er i live. Det vil være på vår vakt og det meste skyldes oss. Jeg tror ikke det er akseptabelt, sier Hagedorn. Hun tar alvorlig behovet for at folk skal føle et personlig ansvar for å ta vare på jorden. "For meg er mitt bidrag koraller, " sier hun.
Margaret Wertheim snakker om hvordan matematikk og klimaendringer inspirerte henne til å starte Hyperbolic Crochet Coral Reef-prosjektet
