기후 변화와 오염이 산호초를 위협함에 따라 과학자들은 미래의 바다를 다시 채우는 산호입니다.

산호초는 그 중 일부입니다. 가장 오래되고 가장 다양한 생태계 지구상에서 가장 귀중한 것 중 하나입니다.그들은 양육한다 전체 해양생물의 25%, 폭풍으로부터 해안을 보호하다 그리고 추가하세요 연간 수십억 달러 수산업, 신약, 관광, 휴양에 대한 영향력을 통해 세계 경제에 영향을 미치고 있습니다.

오늘날 세계의 산호초는 점점 황폐화되고 있습니다. 전례 없는 요금 오염, 남획 등으로 인해 파괴적인 임업 그리고 채굴 관행 육지에서.인간활동으로 인한 기후변화는 바다를 온난화시키고 산성화시킨다, 발생할 수 있는 일을 촉발합니다. 사상 최대 규모의 산호 표백 사건.이러한 복합적인 압력으로 인해 과학자들은 대부분의 산호가 멸종될 수 있다고 예상합니다. 몇 세대 안에.

나는 해양생물학자 스미소니언 박물관에서 국립 동물원 및 보존 생물학 연구소.17년 동안 저는 동료들과 협력하여 암초 복구 이니셔티브 산호초를 보호하는 데 도움을 주는 것을 목표로 합니다. 냉동 보존 과학.

이 새로운 접근 방식에는 산호 정자와 유충을 저장하고 냉각하는 것이 포함됩니다. 생식세포, 매우 낮은 온도에서 보관하고 정부 생물 저장소.

이러한 저장소는 산호의 멸종을 방지하는 중요한 수단입니다.효과적으로 관리하면 전 세계적으로 지구의 산호초에 대한 위협을 상쇄하는 데 도움이 될 수 있습니다.이러한 동결 자산은 오늘날, 10년, 심지어 100년 후에도 바다에 다시 씨를 뿌리고 살아있는 산호초를 복원하는 데 사용될 수 있습니다.

살아서 안전하게 냉동

냉동보존은 생물학적 물질의 생존성을 유지하면서 동결시키는 과정입니다.여기에는 동결 단계에서 치명적인 얼음 형성을 방지하기 위해 동결 보호제(cryoprotectant)라고 하는 설탕과 같은 물질을 세포에 도입하는 작업이 포함됩니다.제대로 수행되면 세포는 수년 동안 액체 질소에서 변하지 않고 냉동 상태로 살아 있습니다.

많은 유기체는 서식지 온도가 영하로 떨어지면서 자연적으로 냉동 보존되어 추운 겨울을 견뎌냅니다. 북미 전역에서 흔히 볼 수 있는 두 가지 예는 다음과 같습니다. 완보동물 – 이끼와 지의류에 서식하는 미세한 동물 - 그리고 나무 개구리.

오늘날 산호 냉동 보존 기술은 주로 다음 사항에 의존합니다. 냉동 정자 그리고 애벌레.2007년부터 저는 산호 냉동 보존에 관해 많은 동료들을 훈련시켰고 그들과 협력하여 산호 정자를 성공적으로 보존했습니다.오늘날 우리는 50종 이상의 산호에서 나온 정자를 가지고 있습니다. 전 세계 생물 저장소에 보존됨.

우리는 이 냉동 보존된 정자를 사용하여 '선택적 번식 과정'을 통해 카리브해 전역에 걸쳐 새로운 산호를 생산했습니다. 보조 유전자 흐름.목표는 서로 만날 필요가 없는 냉동 보존된 정자와 이종 산호를 사용하는 것이었습니다. 일종의 장거리 중매였습니다.

유전적 다양성은 가능한 한 많은 부모를 결합하여 성적으로 생산된 새로운 자손을 생산함으로써 유지됩니다.산호는 해저에 굳어져 있기 때문에 해당 지역의 인구 수가 감소하면 냉동 보존을 통해 새로운 개체가 유입될 수 있습니다.희망은 이러한 새로운 유전적 조합이 산호가 미래의 온난화 해양 변화에서 살아남는 데 도움이 될 적응을 가질 수 있다는 것입니다.

이러한 보조 유전자 흐름 연구를 통해 멸종 위기에 처한 엘크혼 산호의 600마리의 새로운 유전적 분류 개체가 탄생했습니다. 아크로포라 팔마타.2024년 초 현재 플로리다 개체수 중 야생에 남아 있는 엘크뿔 개체는 약 150마리에 불과합니다.기회가 주어진다면, 포획된 이러한 선택적으로 사육된 산호는 야생 엘크혼 유전자 풀을 크게 증가시킬 수 있습니다.

정자 세포와 유충을 보존하는 것은 생물 다양성의 손실과 종의 멸종을 막는 중요한 수단입니다.하지만 우리는 이 자료를 기간 동안에만 수집할 수 있습니다. 잠깐의 산란 이벤트 산호가 난자와 정자를 물에 방출할 때.

이러한 사건은 1년에 단 며칠 동안 발생합니다. 이는 연구원과 환경 보호론자에게 물류 문제를 야기하고 산호 종을 성공적으로 냉동 보관할 수 있는 속도를 제한하는 작은 시간 창입니다.

문제를 더욱 복잡하게 만드는 것은 바다가 따뜻해지고 점점 더 빈번해지는 해양 열파가 산호에 생물학적으로 스트레스를 줄 수 있다는 것입니다.이로 인해 생식 물질이 너무 약해 냉동 보존 및 해동의 가혹한 과정을 견딜 수 없게 될 수 있습니다.

구조 규모 확대

산호 물질을 더 빨리 수집하기 위해 우리는 다음과 같은 방법을 사용하여 산호 조각 전체에 대한 냉동 보존 프로세스를 개발하고 있습니다. 등체 유리화.이 기술은 아직 개발 중입니다.그러나 완전히 성공하면 조직에 얼음이 형성되지 않고 전체 산호 조각을 보존할 수 있으므로, 해동된 후 번성하고 암초에 다시 배치할 수 있는 생존 가능한 조각을 생성할 수 있습니다.

이를 위해 점성 동결 방지제 칵테일에 노출시켜 조각을 탈수합니다.그런 다음 이를 작은 알루미늄 실린더에 넣고 실린더를 액체 질소에 담급니다. 화씨 영하 320도(섭씨 영하 196도).

이 과정은 실린더의 내용물을 매우 빠르게 동결시켜 동결 방지제가 얼음 결정이 생성되는 대신 투명한 유리를 형성하게 합니다.파편을 녹이고 싶을 때는 따뜻한 수조에 몇 분 동안 담근 다음 바닷물에 넣어 다시 수분을 공급합니다.

이 방법을 사용하면 산호 조각을 일년 내내 수집하고 냉동 보존할 수 있습니다. 왜냐하면 잠깐의 산란 이벤트를 기다리며 지켜볼 필요가 없기 때문입니다.이러한 접근 방식은 우리의 보존 노력을 크게 가속화합니다.

가능한 한 많은 종을 보호하려면 다양한 방법을 통해 강력한 냉동보존 및 해동 산호 물질을 만들기 위해 과학을 확장하고 공유해야 합니다.제 동료들과 저는 기술이 쉽고 빠르며 저렴하여 모든 전문가가 우리의 프로세스를 복제하고 전 세계 산호를 보존하는 데 도움을 줄 수 있기를 바랍니다.

우리는 다음 사항에 대한 지침을 포함하는 비디오 기반 산호 저온 훈련 프로그램을 만들었습니다. 간단한 3D 프린팅 냉동고 만들기, 엔지니어들과 협력하여 이제 산호 유충을 수백 마리까지 얼릴 수 있는 새로운 방법을 개발했습니다. 간단하고 저렴한 금속 메쉬.이러한 새로운 도구를 사용하면 전 세계 실험실에서 향후 5년 이내에 전 세계 산호 수집을 크게 가속화할 수 있습니다.

미래를 보호하다

최근 기후 모델은 온실가스 배출이 줄어들지 않고 계속된다면 세계 산호의 95% 이상이 멸종할 것으로 추정합니다. 2030년대 중반까지 죽을 수도 있다.이로 인해 산호초의 생물 다양성과 유전적 다양성을 보존할 소중한 시간이 거의 남지 않습니다.

이미 진행 중인 한 가지 접근 방식은 모든 산호종을 인간의 보살핌에 포함시키는 것입니다.스미소니언 박물관은 다음의 일부입니다. 산호 바이오뱅크 얼라이언스, 살아있는 식민지, 해골 및 유전자 샘플을 수집하고 최고의 과학적 방법을 사용하여 산호초를 재건함으로써 산호를 보존하기 위한 국제 협력입니다.

현재까지 알려진 경산호 약 1,000종 중 200종 이상의 산호종과 수천 개의 식민지가 미국과 연계된 조직을 포함하여 전 세계 기관에서 인간의 관리를 받고 있습니다.그리고 유럽의 무기 동물원 및 수족관 협회.이들은 야생 군체의 복제물이지만, 이들 개체는 나중에 유전적으로 분류된 유충의 냉동 보존에 사용될 수 있는 산호 사육 시스템에 투입될 수 있습니다.또는 그들의 유충을 암초 복원 프로젝트에 사용할 수도 있습니다.

기후 변화가 느려지고 반전될 때까지 산호초는 계속해서 황폐화될 것입니다.산호초의 더 나은 미래를 보장하려면 산호 생물 저장소를 구축하고, 산호 서식지를 유지하고 새로운 유충 정착민을 개발하기 위한 육상 보육원을 설립하며, 새로운 냉동 전문가를 교육해야 합니다.

수십 년 동안 동물원에서는 사육 및 재도입 매우 낮은 수준으로 떨어진 동물 종을 보호하기 위해.마찬가지로, 저는 우리의 새로운 솔루션이 희망을 만들고 산호초를 보호하여 오늘날과 미래의 바다에 다시 씨앗을 심는 데 도움이 될 수 있다고 믿습니다.

이 기사는 2024년 봄에 있을 세계적인 규모의 산호 표백 행사 개발을 포함하도록 업데이트되었습니다.