La preoccupante perdita di barriere coralline in tutto il mondo ha spinto scienziati e ambientalisti ad assistere il recupero delle barriere coralline attraverso approcci di ripristino attivo. Il trapianto di coralli su barriere coralline degradate mira ad aumentare la copertura corallina e successivamente a promuovere gli habitat strutturali. Fino ad ora, il restauro vero e proprio è stato eseguito manualmente da subacquei, che doveva attaccare ogni corallo, se un frammento o una recluta di corallo si è posata su un substrato, individualmente.

Oggi, il degrado della barriera corallina avviene su una scala di centinaia e migliaia di chilometri quadrati. In contrasto, le attuali attività di restauro sono generalmente inferiori a un ettaro. Questi sforzi sono limitati dal fatto che solo ad alta intensità di lavoro, e quindi costoso, tecniche sono attualmente disponibili. "Se vogliamo che il restauro svolga un ruolo più significativo nella conservazione della barriera corallina, dobbiamo pensare in nuove direzioni. Il nostro approccio alla semina è un passo importante verso il raggiungimento di questo obiettivo poiché consentirà la movimentazione di un gran numero di coralli in un brevissimo lasso di tempo a costi notevolmente inferiori", dice il dottor Dirk Petersen, capo progetto e direttore esecutivo di SECORE International.

Nell'approccio alla semina, le larve di corallo si depositano su substrati appositamente progettati che sono autostabilizzati e si attaccano alla barriera corallina tramite processi naturali. Dopo alcune settimane o mesi queste cosiddette "Unità di semina" (cioè, substrati insieme ai polipi corallini iniziali) vengono seminati sulla barriera corallina semplicemente incastrandoli nelle fessure piuttosto che richiedere il fissaggio manuale. Fino ad oggi, trapianto per esempio 10, 000 singoli coralli su un ettaro utilizzando metodi comuni richiedono da diverse centinaia a poche migliaia di ore-persona. "Seminare lo stesso numero di coralli potrebbe essere ottenuto in meno di 50 ore-persona, un risparmio di tempo di oltre il 90%. Inoltre, i costi dei materiali potrebbero essere ridotti fino a un terzo, rappresentando un sostanziale anticipo per i futuri lavori di restauro", afferma il direttore della ricerca di SECORE, la dott.ssa Margaret Miller.

Riproduzione sessuale dei coralli e diversità genetica

A Curaçao, il team ha raccolto larve rilasciate da colonie di coralli pallina da golf ( Favia fragum ). "Poco dopo la raccolta, abbiamo sistemato le larve di corallo su substrati di cemento a forma di tetrapodi appositamente progettati", spiega Valérie Chamberland, che ha guidato la ricerca sul campo per questo studio su Curaçao.

Lavorare con coralli propagati sessualmente mantiene la diversità genetica. Diverse combinazioni di geni, cosiddetti genotipi, sorgono all'interno della popolazione per ricombinazione - il rimescolamento delle caratteristiche genetiche dei genitori tra i loro figli. Nuove combinazioni genetiche possono quindi dotare alcuni discendenti di corallo delle capacità per affrontare meglio le condizioni odierne e future rispetto ai loro genitori in difficoltà. "Questo è di vitale importanza per qualsiasi specie di corallo di fronte al cambiamento climatico. In questo modo, potremmo ottenere coralli che per esempio sono più resistenti all'innalzamento della temperatura dell'acqua", dice Dirk Petersen.

Tre settimane dopo le larve di corallo stabilizzate si erano trasformate in polipi di corallo iniziali e le unità sono state seminate sulla barriera corallina di fronte al Curaçao Sea Aquarium. "La forma specifica dei substrati dei tetrapodi ci ha permesso di incastrare semplicemente le unità di semina nelle fessure naturali della barriera corallina. La maggior parte delle unità di semina era stabile in poche settimane, sia fissato in fessure o naturalmente cementato sulla struttura della barriera corallina", dice Valerie Chamberland.

Il design dei substrati non solo favorisce l'attaccamento alla barriera corallina, ma ha anche lo scopo di migliorare la sopravvivenza dei coloni di corallo. "I diversi orientamenti delle superfici delle unità di semina e i loro solchi integrati creano micro-habitat che probabilmente riducono la competizione e la predazione che colpiscono i coralli giovani e molto fragili rispetto a quando le larve si depositano direttamente sulla barriera corallina. Questo è fondamentale, poiché i nostri risultati mostrano che la prima fase di vita post-insediamento è il collo di bottiglia per la sopravvivenza dei giovani coralli", dice Dirk Petersen.

Nei dodici mesi successivi alla semina, gli scienziati hanno monitorato da vicino l'attaccamento del substrato alla barriera corallina e i tassi di sopravvivenza dei coloni di corallo. "Abbiamo sistemato tra 20-30 larve su ciascun substrato per avere idealmente un corallo stabilito a lungo termine per unità di semina. Dopo un anno più della metà delle unità è stata recuperata e ospitava ancora almeno un corallo, raggiungere questo obiettivo richiesto per ottenere infine un esito positivo del restauro", spiega Valerie Chamberland.

Avanzando l'approccio alla semina

Gli scienziati di SECORE stanno ora ottimizzando il design del substrato per aumentare ulteriormente la sopravvivenza e la crescita dei coloni di coralli. "Mentre i substrati sono stati inizialmente colonizzati da comunità di alghe coralline crostose amichevoli che facilitano l'insediamento e la metamorfosi delle larve, le loro superfici superiori esposte alla luce sono diventate rapidamente ricoperte da tappeti erbosi algali in competizione una volta messi sulla barriera corallina. Ciò probabilmente ha contribuito a una mortalità relativamente alta dei coloni di corallo durante i primi tre mesi sulla barriera corallina", dice Valerie Chamberland. Come suggeriscono esperimenti preliminari, i substrati di materiali non porosi come il vetro o la ceramica smaltata potrebbero scoraggiare la formazione di comunità di alghe erbose e migliorare ulteriormente la sopravvivenza e la crescita dei coralli stanziali.

Finora, la semina di coralli stabilizzati è stata testata in un progetto pilota di ricerca - ora deve essere testata su una scala molto più ampia. La lavorazione di 50, da 000 a 100, 000 substrati all'interno di un'unica posizione e la stagione riproduttiva comporteranno importanti sfide logistiche e ingegneristiche. Insieme alla California Academy of Sciences, La tutela della natura, e altri partner, SECORE prevede di superare queste sfide nel corso del progetto Global Coral Restoration recentemente lanciato.

"Siamo abitualmente in grado di produrre un milione di larve da un singolo evento di deposizione delle uova. Fino ad ora, il numero dei substrati era limitato in quanto prodotti manualmente tramite stampi. Attualmente stiamo lavorando insieme ai nostri partner per implementare la produzione industriale dei substrati tetrapodi in grandi quantità a costi significativamente inferiori", dice Dirk Petersen. "Se siamo in grado di combinare il nostro nuovo approccio alla semina con tecniche di allevamento delle larve di corallo più efficaci, che stiamo sviluppando in questo momento, i costi del ripristino della barriera corallina potrebbero diventare paragonabili ai costi degli attuali sforzi di ripristino delle mangrovie e delle paludi salate".

SECORE e i partner stanno lavorando insieme per perfezionare ogni fase dell'approccio alla semina. Ciò include anche lo sviluppo di diverse forme di unità di semina per coprire un'ampia gamma di habitat della barriera corallina e l'ottimizzazione della sopravvivenza post-insediamento delle fasi iniziali di vita molto piccole in una gamma più ampia di specie. Un giorno, potrebbe essere possibile seminare coralli da una barca o con droni subacquei.