Einfrieren, Laichen und Retten von Korallen durch die Partnerschaft zwischen UH und Minnesota

Studentische Wissenschaftler haben am Abend des 19. Juni am Hawaiʻi Institute of Marine Biology (HIMB) von Mānoa auf Moku o Loʻe (Kokosnussinsel) erfolgreich Korallenei- und -spermienbündel gesammelt, um sie auf einem neu gestalteten Kryo-Gefriergerät an der Universität von Hawaii zu testen Schritt zur Rettung der durch Klimawandel und Umweltverschmutzung bedrohten Arten.

Montipora capitata, eine in Hawaii häufig vorkommende Korallenart, vermehrt sich bekanntermaßen in den Nächten rund um den Neumond Ende Mai bis Juli. Während dieser seltenen Laichereignisse setzen Kolonien Tausende von Ei-Sperma-Bündel frei.

Am 19. Juni um 20:45 Uhr warteten Wissenschaftler und Studenten der UH Mānoa und der University of Minnesota im Schein roter Scheinwerfer, die weniger in die Korallen eingreifen, geduldig darauf, dass Ei-Sperma-Bündel aufstiegen, die winzigen Styroporkügelchen ähnelten der Wasseroberfläche. An der Oberfläche angekommen wurden die Bündel vorsichtig herausgezogen und in Fläschchen gegeben. Bei der Arbeit am Abend entstanden Tausende Bündel zum Sammeln und Testen.

Korallenspermien werden mittels Kryokonservierung gelagert, einem Verfahren, bei dem sie eingefroren werden, um sie zu konservieren. Durch das Einfrieren von Korallensperma können Wissenschaftler Proben aufbewahren, bis sie um die Welt transportiert und in Koralleneier verschiedener Korallenarten übertragen werden können. Die Vielfalt der Korallenriffe sorgt für ein blühenderes Ökosystem, das mehr Pflanzen und Wildtiere beherbergt.

Jia Cashon, Biologie- und Betriebswirtschaftsstudentin an der UH Mānoa, sagte: „Wir hatten großes Glück, die Magie des Ganzen mit dem Hagedorn Lab (am HIMB) erleben zu dürfen und zu sehen, wie es zu unserem Verständnis der Korallenökologie und Naturschutzbemühungen beiträgt.“

Sowohl UH Mānoa- als auch University of Minnesota-Studenten arbeiteten mehrere Monate lang im Vorfeld der erfolgreichen Juni-Veranstaltung. Seit Januar arbeiten Maschinenbaustudenten aus Minnesota daran, einen tragbaren Kryofroster zu verbessern und neu zu gestalten. Zu den Verbesserungen des Geräts gehören eine erhöhte Kapazität zum Einfrieren von mehr Proben und die Verwendung eines Mikrocontroller-Computers zur besseren Kontrolle der Gefrier- und Auftauraten und -temperaturen. Mit dem neu gestalteten Kryofroster war das Team in der Lage, nach dem Auftauen gesundes und lebensfähiges Sperma mit einer höheren Rate als mit der Vorgängerversion des Geräts zu produzieren.

Das Pacific Asian Center for Entrepreneurship (PACE) am Shidler College of Business der UH Mānoa identifizierte ein Team von UH-Studenten, die sich leidenschaftlich für Meeresschutzbemühungen einsetzen, und beauftragte sie mit der Entwicklung einer Marktdurchführbarkeitsstudie und einer Kommerzialisierungsstrategie für das Gefriergerät.

Zum Team gehören Cashon, der Informatik-Major Sincere Bolling, der Marketing-Major Rzenseth Cabansag, der Unternehmer-Major Joshua McDade und der Meeresbiologie-Major Quentin Shores. Dieses Studententeam arbeitet seit Januar an der Marktvalidierung und Kundenidentifizierung für das Gerät und absolviert derzeit die letzten Wochen des PACE Summer Startup Launchpad-Programms, das großzügig von der Mamoru and Aiko Takitani Foundation, Inc. unter der Leitung der PACE-Fakultät gesponsert wird Mit Blake Nichols und den Mentoren des Programms identifizierte das Team einen möglicherweise milliardenschweren Markt für die Kryokonservierung nicht nur von Korallensperma, sondern auch anderer biologischer Organismen und suchte nach potenziellen Kunden für das Gefriergerät.

Sandra Fujiyama, Geschäftsführerin von PACE, sagte: „Als Judy Lemus, stellvertretende Dekanin für akademische Angelegenheiten der School of Ocean and Earth Science and Technology, dieses Projekt vorschlug, wusste ich, dass PACE einbezogen werden musste. Studierende unterschiedlicher Fachrichtungen können so viel mehr voneinander lernen. Ich bin Dr. Judy Lemus und Dr. Mary Hagedorn dankbar, dass sie erkannt haben, wie wertvoll es ist, vorausschauend auf das kommerzielle Potenzial von Erfindungen und Technologien zu blicken. Wir hoffen, an weiteren interdisziplinären Projekten wie diesen teilnehmen zu können, die verschiedene Disziplinen und Gruppen zusammenbringen und den Studierenden einzigartige, dynamische und praxisnahe Lernerfahrungen bieten.“

Die Zusammenarbeit wurde durch die Unterstützung von Hagedorn, leitender Forschungswissenschaftlerin am HIMB, ermöglicht, die Laborraum, Unterkunft und Wissenschaftler ihres Teams zur Verfügung stellte, um die Sammlung und Prüfung der Spermien-Ei-Bündel zu leiten.

„Wir wollten, dass die Studenten der UH und der University of Minnesota einem bemerkenswerten Naturereignis ausgesetzt werden und kreativ über die vielen Probleme und Möglichkeiten der Konservierung und Kryokonservierung nachdenken“, sagte Nikolas Zuchowicz, Doktorand und Workshop-Organisator der University of Minnesota. „Wir gingen davon aus, dass das Designteam und das Unternehmerteam die Kryokonservierungstechnologie auf neue Weise betrachten und frische Ideen in unsere Gemeinschaft einbringen würden. Das haben sie geschafft und wir sind von ihrer Arbeit begeistert. Wir freuen uns darauf, die nächsten Schritte zu planen, um die Gefriermethoden weiter zu verbessern und unsere gemeinsame Arbeit in die Welt hinauszutragen.“