Korallrev är livliga undervattensstäder som ligger under tropiska, solbelysta vågor. Tusentals färgglada varelser klickar, rusar och pilar, lika högt och lika snabbt som invånarna i någon mänsklig stad.
Koraller har byggts upp i vävnadstunna lager under årtusenden och är de höga hyreshusen i denna undervattens Gotham. Deras kalciumskelett representerar generationer av små ryggradslösa djur. Jacket dem är ett levande lager av färgglada korallpolyper. Deras komplexa strukturer erbjuder skydd. Och för cirka 114 arter av fiskar och 51 arter av ryggradslösa djur är dessa korallskyskrapor lunch.
Värmande hav stressar koraller. Detta får dem att bleka, vilket innebär att de blir vita och blir sårbara. En långvarig topp i temperaturer på bara en till två grader Celsius (1,8 till 3,6 grader Fahrenheit) kan vara tillräckligt för att döda koraller. Växthusgasutsläpp försurar vattnet. Det kan lösa upp korallernas berg av kalciumskelett.
Kemikalier kan också stressa eller döda koraller eller deras larver. Vissa av dessa kemikalier tvättar bort marken. Andra, som solkrämer, kan tvättas bort från människor.
I vissa länder fångar fiskare fisk genom att släppa ut en fantastisk dos av giftet cyanid. Andra kan detonera en explosion av dynamit för att fånga fisk och lämna kvar koraller.
Idag riskerar cirka 60 procent av världens rev att försvinna.
Hoten mot reven har “dramatiskt eskalerat under de senaste decennierna”, säger Peter Harrison. Han är marinforskare vid Southern Cross University i Lismore, Australien. Han har studerat koraller i tre decennier. “I min tid som revforskare”, säger han, “har jag sett det bli värre, från första hand.”
För trettio år sedan var massiva dödsfall av koraller oerhört. Men idag lider rev genom den tredje globala blekningshändelsen sedan 1998. Höga havstemperaturer har dragit ut på tiden sedan 2014. Den här sommaren markerade den längsta och mest utbredda episod av korallblekning i hela världen som någonsin registrerats. Mer än 80 procent av den norra delen av Australiens stora barriärrev, blekta vitt, enligt en aprilrapport från National Coral Bleaching taskforce.
I takt med att reven tar ett dyk, kämpar forskare runt om i världen för att rädda koraller medan de fortfarande kan. Tillvägagångssätt som en gång var radikala “se nu som nödvändiga på vissa ställen”, säger Ruth Gates. Hon är korallbiolog vid Hawaii Institute of Marine Biology i Honolulu.
I Florida återställer forskare rev med små korallfragment. På Hawaii skurar Gates vattnet efter stresstoleranta koraller och experimenterar i labbet för att föda upp fler av de hårdaste individerna. Vid det 13:e International Coral Reef Symposium i Honolulu, i juni förra juni, rapporterade Harrisons team tidiga lovande resultat av deras ansträngningar att översvämma skadade rev i Filippinerna med små koralllarver.
Det finns inget entydigt svar. Det som fungerar på ett rev kanske inte räddar ett annat. Så forskare testar en arsenal av innovationer för att rädda korallrev. De hoppas kunna hitta framgång innan dessa undervattensstäder är borta för gott.
En annan historia
I början av 1980-talet var Harrison doktorand vid James Cook University i Townsville, Australien. Han arbetade på det närliggande Stora Barriärrevet. Det är världens största korallsystem. På den tiden lärde läroböcker att de flesta koraller förökar sig genom blodning. Vid ruvning sker befruktning inuti kroppen. Bebisar släpps sedan ut i vattnet för att fylla på reven året runt. Men Harrison bevittnade något helt annat. Under några nätter runt vårens fullmåne lekte koraller. De spydde ut ägg och spermier i vattnet för att befruktas i vattnet. Havet var täckt av en rosa, oljig fläck av korallägg och spermier.
“Vi upptäckte att korallerna inte hade läst läroböckerna”, säger Harrison. Ägg och spermier möttes utanför korallkropparna. De resulterande ungarna, kallade larver, skulle utvecklas medan de driver i havsströmmar.
Den upptäckten “förändrade i grunden vår förståelse”, säger Harrison. Det sporrade en kaskad av studier om koralls reproduktion. Och de ledde till den moderna förståelsen att många koraller bara reproducerar en eller två gånger om året, i samordnade massutsläpp av ägg och spermier. De flesta av de resulterande larverna dör eller driver ut till havet, säger Harrison. Endast en liten bråkdel kommer att överleva till vuxen ålder. Trots det är masslek “hur rev fyller på sig själva med tiden”, säger han.
Strax efter att Harrison gjort sin upptäckt drabbade ovanligt varma havstemperaturer Stora barriärrevet. Sedan drabbades andra rev runt om i världen av det varma vattnet. Normalt lever små algceller inuti korallpolyper. Algerna gör sockerarter till korallen. De ger också koraller deras karakteristiska ljusa färger. Men under dessa temperaturspikar blir algerna giftiga. Koraller spottar ut sina algpartner, vilket gjorde dem blekta vita. Och korallerna kan dö om temperaturen inte svalnar tillräckligt för att algerna ska återvända.
Berättelsen fortsätter under diagrammet.
Koraller runt om i världen började bleka oftare och mer allvarligt än vad som har registrerats tidigare. Forskare började oroa sig för att reven skulle försvinna. Vissa forskare, som Dave Vaughan, vidtog åtgärder. Han leder Coral Restoration-programmet vid Mote Tropical Research Laboratory i Summerland Key, Florida
På den tiden var Vaughan fiskodlare. Han födde upp saltvattenfiskarter i fångenskap. Han började odla koraller för tropiska akvarietankar. På den tiden hade alla koraller som såldes för akvarier tagits från naturen, minns Vaughan. Han började odla korallarter i fångenskap som ett miljövänligt alternativ.
En dag kom Philippe Cousteau för att besöka jordbruksverksamheten. Cousteau är barnbarn till den legendariske havsutforskaren Jacques Cousteau. Han har fortsatt i familjeföretaget och arbetat för att utbilda människor om havet och bevarande. När den unge Cousteau såg att Vaughan odlade koraller för akvarier, “skakade han på huvudet”, minns Vaughan. Han sa, “Dave, om du kunde göra det här för akvariehandeln, kan du göra det här för revet.”
Under de tidigaste dagarna tacklade de flesta forskare småskaliga revskador orsakade av tappade ankare eller båtar som gick på grund, förklarar Vaughan. För att reparera rev på den skalan började forskare transplantera koraller. Revförvaltare skulle bryta 3- till 5-centimeters (1 till 2-tum) fragment från friska koraller på ett närliggande rev. Sedan skulle de transplantera dessa bitar till skadade ställen.
Cousteaus besök övertygade Vaughan att försöka återställa reven. Medan han gjorde detta, för 11 år sedan, gjorde Vaughan en spelförändrande upptäckt. Vanligtvis transplanterade han bitar som bara var 3 till 5 centimeter stora. Men han transplanterade också mindre fragment, de mindre än hälften så stora som de traditionella bitarna. Dessa korall-“mikrofragment” reparerar sig anmärkningsvärt snabbt, fann han: 25 till 40 gånger snabbare än vad forskare någonsin hade registrerat koraller som växer.
Idag sprider Vaughans team många genetiskt identiska mikrofragment – kloner – över ytan av döda korallskelett i Florida Keys. När dessa bitar smälter samman skapar de ett snabbt växande “skinn” över ett annars dött rev.
Förhoppningen är att tusentals bitar potentiellt skulle kunna matta ett litet rev om två till tre år, säger Chris Page. Den här biologen slog sig ihop med Vaughan vid Mote Marine Laboratory. Bara två-tre år går supersnabbt, säger han. “Det finns inget sätt att det händer i naturen.”
Vaughans team odlar idag 17 arter för mikrofragmentering. Korallerna växer i stora tråg på land, med havsvatten som rinner genom dem. Ett halvdussin eller så av korallerna är långsamväxande arter som skapar strukturen på revet. Vissa kan hamna i stenblock stora som en lastbil.
De första 200 mikrofragmenten störtade i havet för tre år sedan. De introducerades på två platser i ett korallrev nära stranden utanför Big Pine Key, Florida. Kolonierna är nu sex till åtta gånger större än de var vid plantering. Och de har börjat smälta ihop till fläckar ungefär lika stora som ett 5-liters hinklock. Sedan dess har Vaughn och Page planterat närmare 10 000 mikrofragment i naturen.
“Folk letade efter lite ljusglimt”, säger han. “Och restaurering visar sig vara det på ett stort sätt.”
Frö av rev
Fragmentering och den nyare mikrofragmenteringen är både tids- och arbetskrävande. Det gör dem väldigt dyra. Och, säger Harrison, de förlitar sig på kloning.
När en enda korall bryts i fragment, för att gödas upp och sedan planteras runt ett rev, är varje bit genetiskt identisk. Alla dessa bitar har samma DNA-ritningar för att göra saker som att bekämpa infektioner och hantera stress. Men eftersom de är kloner kommer var och en av dessa koraller att dela samma styrkor – och samma svagheter. Det händer inte mycket på naturliga rev. Där är individer genetiskt olika och har olika styrkor och svagheter.
“Människor har tillbringat år med att odla korallträdgårdar bara för att få dem utplånade av nästa blekningshändelse”, säger Harrison. Med mer mångfald kan några av dessa koraller ha överlevt, säger han. I en varmare värld där blekning och sjukdom troligen kommer att bli vanligare är “genetisk mångfald lika med motståndskraft.”
För att ta itu med mångfaldsfrågan tar Vaughan och Page upp 20 till 30 genetiska varianter av varje korallart. En blandning av dem kommer att planteras runt revet. De samlar också in ägg och spermier från vilda kolonier av fyra korallarter för att växa på Summerland Key.
Harrison har tänkt på genetisk mångfald ända sedan början av 1980-talet, när han såg koraller spy ut spermier och ägg i havet. Få av de resulterande larverna skulle överleva. Många skulle glida iväg och de flesta skulle dö. Samtidigt såg han reven på tillbakagång. Tänk om, undrade Harrison, forskare kunde ta miljontals av dessa olika babykoraller och hjälpa dem att bosätta sig på rev för att fylla på skadade ekosystem?
Andra forskare ställde sig samma fråga. I slutet av 1990-talet och från 2007 till 2009 släppte två projekt ut koralllarver på friska rev i nättält som slogs upp över havsbotten. Studierna ägde rum i Australien och i Palau, en önation i västra Stilla havet. I båda projekten bosatte sig tusentals korallbebisar under tälten. Detta var många fler än vad forskare skulle ha sett naturligt.
Men de tidiga resultaten kan ha varit missvisande. De flesta tidiga korallbosättare i Palau dog inom 30 veckor. Att översvämma revet med larver hade inte gjort någon bestående skillnad i antalet koraller. Kanske, spekulerade forskarna, hade nybyggarna varit för trånga. I så fall var det ingen mening att tränga rev med larver.
Tanken var att hitta ett svårt skadat rev, där de värsta problemen, såsom sprängfiske, h annonsen stoppas. Harrison skulle ta några mogna koraller till labbet och övertyga dem om att släppa ut spermier och ägg i akvarietankar. Han skulle sedan ta mer än en miljon av deras larver tillbaka ut på revet. Planen var att mätta miljön med bosatta bebisar. Detta skulle efterlikna vad vuxna koraller skulle ha gjort under friskare dagar.
2013 påbörjade Harrisons team, ledd av studenten Dexter dela Cruz, ett litet pilotexperiment i Filippinerna. Ett rev som heter Magsaysay hade härjats av sprängfiske. Det är när fiskare kastar sprängämnen för att bedöva eller döda fisk för en enkel fångst.
Blastfiske är “som att slå på revet med en slägga”, säger Harrison. De stora korallerna som hade legat till grund för Magsaysays rev sprängdes i bitar. En en gång livfull stad var nu en ödemark.
År 2013 hade sprängfisket upphört. Men Magsaysay återhämtade sig inte av sig själv. Så Harrisons team tog in nya rekryter. Dessa larver hade samlats in från ett närliggande, friskare rev. De kom från en art av snabbväxande koraller med lila spets, kallad Acropora tenuis. Forskarna släppte ut mer än en miljon larver i golvlösa nättält som hade slagits upp under vattnet över revet. Efter fem dagar tog Harrisons team bort näthöljena.
Under de följande sex månaderna dog de flesta av de små korallbosättarna. Men tre månader efter det var de återstående populationerna nu stabila. Forskare förväntade sig att fler av de unga korallerna skulle dö. Men “otroligt och extraordinärt”, säger Harrison, ingen har det. Vid tre år gamla – och storleken på mattallrikar – hade de unga korallerna nått sexuell mognad. Dela Cruz presenterade sitt teams resultat i juni förra juni vid mötet i Honolulu.
För långsammare växande koraller kommer Harrisons tillvägagångssätt att ta extra tålamod. Men för snabbväxande som A. tenuis, återsådd larver kan vara ett snabbt och prisvärt sätt att hjälpa allvarligt skadade rev att studsa tillbaka.
Vinnande koraller
Att få fler larver på skadade rev är det första steget, säger Harrison. Men vissa individer är starkare och mer stresstoleranta än andra. När de växer upp sticker dessa “vinnare” ut genom att överleva.
Tvärs över Stilla havet från Magsaysay studerar Gates sådana vinnare. Rader av inomhus- och utomhusakvarier gurglar i hennes labb på Coconut Island, utanför den hawaiianska ön Oahu. De tankarna är fulla med Montipora capitata. Detta är en lokal och snabbväxande korall. Den samlades in från de fläckiga reven som omger ön.
2014 och 2015 drabbades Hawaii av ovanligt varmt vatten. Under stress avvisade många koraller sina symbiotiska alger. De blancherade sedan från en frisk brun till vit. Några dog.
Gates team patrullerade reven runt ön under och efter blekningen. Forskarna letade efter härdiga M. capitata individer som förblev bruna, även i varmt vatten. De är också intresserade av M. capitata som blekt vitt, men sedan återhämtat sig. Gates likställer arbetet med professionell sportscouting “på gymnasier, på jakt efter de bästa idrottarna.”
När hon hittar toppartister tar Gates med dem tillbaka till sitt labb för att gå igenom dem. Hon utsätter varje pro-performer för olika temperaturer och pH-nivåer i havsvattentankar. Vissa förhållanden återskapar dagens hav. Andra efterliknar det varmare och surare hav som förväntas i framtiden.
Idag föder Gates upp de starkaste korallerna. (Hennes första grupp barn föddes i somras.) Hon hoppas att toppartister kommer att få “extremt begåvade barn”, som ärver sina föräldrars styrkor. Det är för tidigt att säga hur de nya bebisarna kommer att klara sig när de väl har planterats på ett rev.
“Vi försöker ge koraller ett ben”, säger hon. Rev som är friska nog att överleva utan mänsklig inblandning är det yttersta målet. Under de kommande fem åren planerar forskarna att förgrena sig från M. capitata. De kommer att leta efter superkoraller av alla fem arter som finns i bukten som omger Coconut Island.
Det skulle vara idealiskt att hitta superkorallerna innan nästa stora blekning sker. Men för det behöver forskarna ytterligare ett tecken på motståndskraft. Den skylten, säger Gates, kan vara dold på det sätt som koraller lyser.
Koraller och deras symbiotiska alger är laddade med fluorescerande proteiner. Dessa proteiner absorberar inkommande ljus och spottar sedan ut det igen genom att glöda. Det är oklart vad fluorescerande proteiner gör för koraller. De kan vara ett slags solskydd som skyddar koraller från intensivt ljus i grunda hav. Eller så kan de vara någon form av kamouflage – till och med en del av immunsystemet.
Stress påverkar korallernas glödande proteiner och förändrar deras fluorescensmönster. Tänk på arterna i Stilla havet och Indiska oceanen Acropora yongei. 2013 rapporterade forskare i Scientific Reports att nivån av grönt fluorescerande protein sjönk med temperaturstress. Det fick korallen att glöda mindre intensivt. En tidigare studie tittade på den hotade karibiska korallen Orbicella faveolata. Att långvariga höga temperaturer ändrar förhållandet mellan grön och orange fluorescens.
Gates förväntar sig att superkoraller under stress kommer att behålla sina friska fluorescensmönster mycket längre än koraller som bleker. Ett nästa steg, säger hon, är att stressa fram små bitar av koraller och se vad som händer under ett mycket kraftfullt mikroskop. Hon kommer att utsätta nubbins av koraller för försurande vatten eller för värmande temperaturer inuti en petriskål. Mikroskopet kommer att plocka upp fluorescensen av nubbins. Det borde låta henne se vilka koraller som håller sig friska längst.
När forskare kan identifiera de starkaste korallerna kan de kombinera selektiv avel med andra rehabiliteringstekniker. Tillvägagångssätt som mikrofragmentering kan hjälpa superkolonier att mogna supersnabbt. Sedan säger Gates, “Vi skulle ha en strategi för att få revet att producera sin egen avkomma ganska snabbt.”
Inga två metoder för att rädda rev är desamma. Det är nog en bra sak. Korallfragmentering, återsådd och selektiv uppfödning har sina för- och nackdelar.
“Antagandet att en storlek passar alla är helt felaktigt”, säger Gates. Över hela världen är rev befolkade av olika arter som möter olika hot. Vissa problem, som värmande hav, är globala i omfattning. Andra, som föroreningar som rinner av vägar och gårdar, överfiske och dynamitfiske, tenderar att vara mer lokala. Med alla dessa skillnader måste tillvägagångssätten för rehabilitering också variera. Vilket program som används kan bero på skadans typ och svårighetsgrad och hur blandningen av lokala korallarter kan reagera.
Liksom avlägsna städer har varje rev olika behov och prioriteringar. Det som kan fungera på Floridas kust skulle inte nödvändigtvis fungera i Stilla havet. Över hela världen, “kommer de saker vi gör vara annorlunda?” frågar Gates. “Absolut.”
Istället för att konkurrera är Gates, Vaughan och Harrison tre korsfarare bland många som arbetar mot ett gemensamt mål. De drömmer om en dag då koraller inte längre behöver mänsklig hjälp. Deras förhoppning är att hitta rätt blandning av tillvägagångssätt medan det fortfarande finns rev kvar att rädda.
Leave a Reply