La fertilización in vitro como posible solución para la conservación de los arrecifes de coral
Los arrecifes tropicales de coral no son únicamente fuente de gran belleza y luminosidad sino que además constituyen un pilar básico para la vida. Aunque representan un pequeño porcentaje de toda la ecología existente, albergan el ecosistema más diverso del planeta, hogar y cobijo de miles de especies de plantas y animales. Los arrecifes de coral son igualmente de suma importancia para la gran cantidad de personas que depende de las pesquerías, del turismo y de la protección costera, todo ello posible gracias que se encuentren en buen estado.
Lo cierto es que los arrecifes de coral están muriendo a un ritmo alarmante. Su reproducción a largo plazo se encuentra mermada como consecuencia del cambio climático, de la sobrepesca y de la polución. El cincuenta por ciento de los arrecifes de coral mundiales ha muerto en los últimos 30 años y, de no cambiar la situación, el 90 por ciento puede morir en el próximo siglo. Por ello, su conservación constituye un imperativo de primer orden.
La red global sin ánimo de lucro SECORE (del inglés SExual COral REproduction, reproducción sexual de los corales) está formada por científicos, profesionales de acuarios públicos y distintos actores locales que trabajan juntos para proteger y restaurar los arrecifes de coral. Gracias a su asociación con la California Academy of Sciences (CAS) y con la institución The Nature Conservancy, entre otros, es una organización que está en la vanguardia del desarrollo de nuevos métodos de restauración de corales por medio de la reproducción sexual.
Los corales son parte de los denominados animales sésiles, que “echan raíces”, tal y como lo hacen las plantas, aunque capturan su alimento del agua del océano. Son también organismos coloniales, cada uno formado por entre cientos y miles de cientos de animales llamados pólipos. Las larvas de coral se adhieren a las rocas oceánicas, formando distintos tipos de arrecifes que crecen tan solo unos centímetros al año. La formación de muchos de los corales más grandes conocidos actualmente ha sido por ello un proceso de miles de años.
SECORE y sus socios desarrollan métodos de restauración que sacan partido de los procesos naturales reproductivos de los corales. Sus equipos recolectan huevos y esperma que algunas especies de coral liberan de forma natural para fertilizarlos y criarlos después en tanques, hasta que se convierten en larvas y nadan libremente. A continuación las larvas se disponen en “unidades de siembra“, una imitación de los lugares del arrecife donde se fijarían de forma natural. Cuando las larvas están asentadas, las unidades de siembra son trasplantadas a las zonas del arrecife que requieren restauración.
Aric Bickel, gerente de taller y de proyecto de SECORE, nos comenta que la reducción de los costos de trasplantar los corales es una de las dificultades para poder restaurar a mayor escala. Aric Bickel nos explica que “SECORE pretende reducir dichos costos diseñando unidades de siembra que no requieren fijarse manualmente al arrecife, sino que pueden sembrarse desde una embarcación o haciendo uso de un método alternativo, tal y como los agricultores siembran los campos”.
Mediante el uso de la impresión 3D, SECORE y sus socios tienen la intención de producir un millón de unidades de siembra antes de 2021 y, a partir de entonces fabricar cientos de miles de unidades al año. La primera fase del proyecto se está llevando a cabo en el Caribe, con centros de investigación y capacitación situados en México, Curazao y las Bahamas.
Bickel nos explica: ”La impresión 3D nos permite producir prototipos de forma rápida. Estamos actualmente analizando distintos materiales y, gracias a la impresión 3D, podemos trabajar con varios de ellos. Esto nos permite ahorrar costos en moldes o piezas que suelen suponer una inversión muy alta especialmente para los prototipos iniciales”.
CAS es uno de los principales patrocinadores de la investigación y restauración de SECORE y aporta también su conocimiento y experiencia en la restauración de corales. SECORE estaba formado por un equipo relativamente pequeño con limitaciones en ingeniería y por ello CAS solicitó la ayuda de Autodesk Foundation para obtener así ayuda en las labores de ingeniería. Colaborando estrechamente con Autodesk, SECORE solicitó asistencia a varias empresas de diseño para desarrollar sus unidades de siembra.
Bickel señala: “Gracias a la colaboración con la fundación pudimos ponernos en contacto con varias empresas de diseño, siendo Emerging Objects la mejor posicionada para ayudar en la siguiente fase de diseño y esperamos que también en en las sucesivas”.
Uno de los principales retos en ingeniería ha consistido en elegir una solución que conjugue el mejor diseño con el material idóneo para las unidades de siembra. Los investigadores buscan una solución que aporte un hábitat propicio a los corales, desincentive al mismo tiempo el asentamiento de organismos competidores y pueda igualmente insertarse en el arrecife sin tener que fijarla manualmente. En los últimos años SECORE y sus socios han utilizado unidades de siembra construidas con cemento de superficie rugosa pero es desgraciadamente un material demasiado propicio para otros organismos que compiten con los corales.
Bickel nos comenta: “Uno de los problemas que hemos encontrado ha sido que otras especies compiten con los corales en las unidades de siembra. Se han realizado ensayos que demuestran que esa posible competencia puede reducirse empleando una superficie más lisa. El quid de la cuestión es conseguir una superficie que sea lo suficientemente rugosa para permitir el asentamiento y la adhesión de los corales pero también lisa para evitar que sea idónea para otros organismos tales como esponjas o algas“.
Durante varios años los investigadores han realizado ensayos de campo y llevado a cabo experimentos con materiales, llegando a la conclusión de que la cerámica es un material muy prometedor para las unidades de siembra. Con el fin de hacer prototipos de muchos de los diseños que se pondrán a prueba en 2018, Emerging Objects ha estado cooperando con Boston Ceramics, una empresa capaz de hacer impresiones 3D de gran escala. “Boston Ceramics es una de las pocas empresas del mundo que pueden responder a los requisitos para los sustratos que estamos utilizando”, comenta Bickel.
Si bien, habiendo hecho uso de Autodesk Netfabb en el proceso de diseño, la forma original de la unidad de siembra fue denominada tetrápodo; SECORE y Emerging Objects han estudiado posteriormente la posibilidad de utilizar otras formas, incluida una parecida a una estrella ninja, que tiene mayor capacidad para asentarse en los rincones y grietas más idóneos de los arrecifes y proteger así las larvas. El grupo de trabajo debió plantearse cómo propiciar el crecimiento de las larvas del coral y comprender todo aquello que necesitan para sobrevivir en el océano durante las primeras etapas de sus vidas.
SECORE cultiva los corales a partir de embriones en pequeñas aglomeraciones de células y, dependiendo de la especie, pueden pasar varios años hasta que estén en condiciones de reproducirse sexualmente. Si bien los corales jóvenes proporcionan un hábitat para peces y otras especies en las etapas tempranas de sus vidas, nuestra visión de proyecto es más a largo plazo.
Bickel nos comenta: “Se trata claramente de una inversión para el futuro. Con ecosistemas muy complejos son necesarios muchos años hasta conseguir que regrese estructura semejante a las zonas restauradas. La pregunta que cabe hacerse es ¿pueden mejorarse los métodos y la tecnología actuales para conseguir que una restauración de este tipo sea más generalizada y conseguir así niveles suficientes que permitan hacer frente al declive actual?”.
Si bien los arrecifes de coral no volverán a sus niveles normales de inmediato, los avances científicos brindan a los investigadores la posibilidad de revertir daños considerables. Por medio de tecnologías avanzadas y esfuerzos de cooperación se abren nuevas esperanzas para el ecosistema más diverso del planeta.