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À medida que a temperatura dos oceanos aumenta, os recifes de coral enfrentam ameaças crescentes, à medida que os danos aos ecossistemas se aceleram nas últimas décadas. A capacidade de preservar e reviver amostras de corais com biodiversidade tornou-se uma prioridade essencial para a saúde e o futuro dos oceanos do mundo.
Uma equipe interdisciplinar de pesquisadores liderada pela Texas A&M University demonstrou que os corais vivos podem ser preservados por meio de uma nova técnica chamada “vitrificação isocórica”. Este processo leva fragmentos de corais selecionados através dos estágios de criopreservação e depois de revivificação. O processo permite que o coral seja resfriado rapidamente a uma temperatura de -196 graus Celsius – quase -321 graus Fahrenheit – sem formar gelo, que é letal para os corais e para a maior parte da matéria biológica.
“Este trabalho é uma colaboração interdisciplinar que une especialistas em preservação de corais com especialistas em criotermodinâmica”, disse o Dr. Matthew Powell-Palm, principal autor do projeto. “É este casamento colaborativo de avanços termodinâmicos fundamentais e avanços fundamentais na biologia e manejo de corais que permitiram nosso sucesso revolucionário na criopreservação de corais inteiros.”
As descobertas da equipe de pesquisa foram publicadas em Comunicações da Natureza. Ao lado de Powell-Palm, os colaboradores incluíram a Dra. Mary Hagedorn e o Dr. E. Michael Henley do Instituto Nacional de Zoológico e Biologia da Conservação do Smithsonian (NZCBI) e o Dr.
Powell-Palm, professor assistente do Departamento de Engenharia Mecânica J. Mike Walker ’66 da Texas A&M, e Rubinsky lideraram o trabalho para desenvolver a técnica de vitrificação isocórica. Hagedorn e Henley levaram a técnica para o mundo real, aplicando-a para preservar fragmentos de corais no Instituto de Biologia Marinha do Havaí. O projeto foi financiado pela organização conservacionista Revive and Restore.
Amostragem durante todo o ano
Os métodos anteriores de criopreservação envolviam a recolha de matéria reprodutiva dos corais enquanto os corais se reproduziam, o que era limitado a alguns dias por ano e em locais muitas vezes de difícil acesso. O desenvolvimento de uma técnica não limitada pelo calendário reprodutivo do coral permite extrair e preservar o coral durante todo o ano e em qualquer época.
Para preservar o fragmento de coral sem formar gelo, os investigadores primeiro branquearam a amostra – um processo no qual uma alga fotossintética simbiótica é removida do coral. Enquanto na natureza, o branqueamento está normalmente associado ao estresse excessivo nos corais e leva à fome no organismo. No entanto, descobriu-se que ao aplicar vitrificação isocórica sem branqueamento, as algas criavam bolsas de gelo. Uma vez removido, os investigadores conseguiram preservar o fragmento de coral branqueado num estado vítreo, introduzindo-o numa solução química e armazenando-o num recipiente de alumínio especializado que foi rapidamente arrefecido com azoto líquido. O coral foi então aquecido e revivido pela reintrodução gradual de água do mar filtrada ao longo de 20 minutos.
Embora a técnica seja cientificamente sofisticada, Powell-Palm disse que um dos seus maiores pontos fortes é a simplicidade da tecnologia necessária para aplicá-la.
“Em comparação com outras técnicas emergentes de vitrificação – que frequentemente requerem lasers, instrumentos eletromagnéticos ou outros equipamentos de laboratório de alta tecnologia – nossa abordagem de vitrificação isocórica é extremamente viável”, disse Powell-Palm. “Não requer peças móveis ou eletrônica, e o protocolo pode ser implementado por um técnico de campo sem experiência em termodinâmica. Isso é essencial para a praticidade de qualquer técnica de conservação porque quando é implantada em estações de campo marítimas reais, a alta tecnologia a infraestrutura laboratorial comum a muitos laboratórios não estará disponível. De uma perspectiva puramente tecnológica, a técnica é simples, robusta e pronta para o campo.”
Sobrevivência a longo prazo
Olhando para o futuro, os investigadores estão a trabalhar para reduzir o stress colocado sobre os corais ao longo do processo. Embora os pesquisadores tenham preservado e revivido com sucesso uma espécie de coral, a expectativa de vida observada foi de apenas 24 horas após o degelo. Ao reduzir o estresse geral colocado sobre o coral, os pesquisadores esperam alcançar a sobrevivência a longo prazo dos sujeitos do processo de vitrificação e a rápida implantação da técnica nos esforços de conservação do mundo real.
“Todos beneficiam da saúde dos oceanos do mundo, seja comendo peixe, vivendo numa comunidade costeira que beneficia do turismo impulsionado pelos recifes, ou simplesmente desfrutando de um passeio na praia”, disse Powell-Palm. “Os recifes de coral são essenciais para a saúde básica dos nossos oceanos, e a crioconservação de espécies de corais ameaçadas pode ajudar a garantir que estes organismos inestimáveis e maravilhosos não sejam extintos.”
Os recifes de coral estão entre os ecossistemas mais diversos do planeta e são vitais para garantir a segurança alimentar, proteger as costas e servir de lar para quase um quarto das formas de vida do oceano.
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