Den oroande förlusten av korallrev över hela världen har fått forskare och naturvårdare att hjälpa revens återhämtning genom aktiva restaureringsmetoder. Transplantation av koraller på förstörda rev syftar till att öka koralltäcket och därefter främja strukturella livsmiljöer. Tills nu, faktisk restaurering har gjorts manuellt av dykare, som var tvungen att fästa varje korall, oavsett om ett fragment eller en korallrekryt slog sig ner på ett substrat, individuellt.

I dag, Revnedbrytning sker i en skala av hundratals och tusentals kvadratkilometer. I kontrast, nuvarande restaureringsaktiviteter är vanligtvis mindre än en hektar stor. Dessa ansträngningar begränsas av det faktum att endast arbetsintensiva, och därför dyrt, tekniker är tillgängliga för närvarande. "Om vi ​​vill att restaurering ska spela en mer meningsfull roll i bevarandet av korallrev, vi måste tänka i nya banor. Vårt sätt att så är ett viktigt steg mot att nå detta mål eftersom det kommer att möjliggöra hantering av ett stort antal koraller på mycket kort tid till betydligt lägre kostnader", säger Dr Dirk Petersen, projektledare och verkställande direktör för SECORE International.

I såddmetoden, koralllarver sätts på specifikt utformade substrat som är självstabiliserade och fäster vid revet via naturliga processer. Efter några veckor till månader dessa så kallade "såningsenheter" (dvs. substrat tillsammans med initiala korallpolyper) sås på revet genom att helt enkelt kila in dem i springor istället för att kräva manuell fastsättning. Tills idag, transplantation till exempel 10, 000 enskilda koraller på en hektar med vanliga metoder kräver flera hundra till några tusen arbetstimmar. "Att så samma antal koraller kan uppnås på mindre än 50 arbetstimmar, en tidsbesparing på över 90 procent. Dessutom, materialkostnaderna kan sänkas upp till en tredjedel, representerar ett betydande framsteg för framtida restaureringsarbete", säger SECOREs forskningschef Dr Margaret Miller.

Sexuell korallreproduktion och genetisk mångfald

På Curaçao, laget samlade larver som släpptes av kolonier av golfbollskoraller ( Favia fragum ). "Strax efter insamlingen, vi satte koralllarverna på specialdesignade tetrapodformade substrat gjorda av cement", förklarar Valérie Chamberland, som ledde fältforskningen för denna studie på Curaçao.

Att arbeta med sexuellt förökade koraller upprätthåller genetisk mångfald. Olika genkombinationer, så kallade genotyper, uppstår inom befolkningen genom rekombination - omflyttning av föräldrarnas genetiska egenskaper bland deras avkommor. Nya genetiska kombinationer kan då utrusta vissa korallavkommor med förmåga att bättre klara dagens och framtida förhållanden än deras kämpande föräldrar. "Detta är av avgörande betydelse för alla korallarter inför klimatförändringarna. På detta sätt, vi kan få koraller som till exempel är mer motståndskraftiga mot att höja vattentemperaturen", säger Dirk Petersen.

Tre veckor senare hade de etablerade koralllarverna förvandlats till första korallpolyper och enheterna såddes på revet framför Curaçaos havsakvarium. "Den specifika formen på tetrapodsubstraten gjorde det möjligt för oss att helt enkelt kila in såningsenheterna i naturliga sprickor på revet. De flesta såningsenheterna var stabila inom några veckor, antingen säkrad i sprickor eller naturligt cementerat på revets ramverk ", säger Valérie Chamberland.

Utformningen av substraten främjar inte bara fästet på revet, men är också tänkt att förbättra överlevnaden för korallbosättarna. "De olika orienteringarna på fröenheternas ytor och deras integrerade spår skapar mikrohabitat som sannolikt minskar konkurrens och predation som påverkar de unga och mycket bräckliga korallerna jämfört med när larver sätter sig direkt på revet. Detta är avgörande, eftersom våra resultat visar att det tidiga livet efter bosättningen är flaskhalsen för unga korallers överlevnad", säger Dirk Petersen.

Under de tolv månaderna efter sådd, forskarna övervakade noggrant vidhäftningen av substrat till revet och överlevnadsgraden för korallbosättare. "Vi slog oss ner mellan 20-30 larver på varje substrat för att på lång sikt ha en korall etablerad per såningsenhet. Efter ett år återfanns mer än hälften av enheterna och hyste fortfarande minst en korall, uppfylla detta mål som krävs för att så småningom ge ett framgångsrikt restaureringsresultat", förklarar Valerie Chamberland.

Att föra fram såddsmetoden

SECORE-forskare optimerar nu substratdesignen för att ytterligare öka korallbosättarens överlevnad och tillväxt. "Medan substraten till en början koloniserades av vänliga korallalgersamhällen som underlättar larverbosättning och metamorfos, deras ljusexponerade övre ytor blev snabbt övervuxna av konkurrerande algtorv när de väl sattes på revet. Detta bidrog sannolikt till en relativt hög dödlighet av korallbosättare under de första tre månaderna på revet", säger Valerie Chamberland. Som preliminära experiment antyder, substrat av icke-porösa material som glas eller glaserad keramik kan förhindra bildandet av gräsalger och ytterligare förbättra överlevnaden och tillväxten av sedimenterade koraller.

Än så länge, sådd av sedimenterade koraller testades i en forskningspilot - nu måste det testas i mycket större skala. Bearbetningen av 50, 000 till 100, 000 substrat inom en enda plats och leksäsong kommer att innebära stora logistiska och tekniska utmaningar. Tillsammans med California Academy of Sciences, Naturskyddsföreningen, och andra partners, SECORE planerar att övervinna dessa utmaningar under det nyligen lanserade Global Coral Restoration Project.

"Vi kan rutinmässigt producera en miljon larver från en enda lekhändelse. Fram till nu, antalet substrat var begränsat eftersom de tillverkades manuellt med formar. Vi arbetar för närvarande tillsammans med våra partners för att implementera industriell tillverkning av tetrapodsubstraten i stort antal till betydligt lägre kostnader", säger Dirk Petersen. "Om vi ​​kan kombinera vår nya såddmetod med mer effektiva tekniker för uppfödning av koralllarver, som vi utvecklar just nu, kostnaderna för restaurering av rev kan bli jämförbara med kostnaderna för befintliga mangrove- och saltmarksrestaureringsinsatser."

SECORE och partners arbetar tillsammans för att förfina varje steg i såningsmetoden. Detta inkluderar också utvecklingen av olika former av såningsenheter för att täcka ett brett spektrum av revhabitat och optimera överlevnaden efter bosättning av de mycket små initiala livsstadierna över ett bredare spektrum av arter. En dag, det kan vara möjligt att så koraller från en båt eller med undervattensdrönare.