Лучший шанс спасти рифы Флориды? Промышленная фабрика по производству термостойких кораллов

Морской биолог Эндрю Бейкер из Университета Майами видит на пустыре рядом со своим офисом не деревья, а фабрику будущего. Одноэтажное здание размером с половину футбольного поля, где на высокоэффективной производственной линии будут выращивать не электронику, а кораллы.

Такое предприятие станет беспрецедентным скачком в восстановлении рифов. Его можно запустить через 4–5 лет, так как большая часть необходимой научной базы уже разработана, а персонал уже обучается.

С помощью автоматизации, роботов и методов, подобных ЭКО, фабрика сможет производить сотни тысяч селекционно выведенных образцов в год для создания живых рифов, устойчивых к повышению температуры, убивающей кораллы по всему миру.

"Мы провели научные исследования, которые показывают, что можем масштабировать этот процесс, но пока мы этого не сделаем, мы не справимся с глобальной проблемой", — говорит Бейкер.

Этот подход представляет собой серьёзный сдвиг и гораздо более агрессивное вмешательство, чем всё, что делалось ранее. Поскольку непрекращающиеся волны тепла и воздействие окружающей среды убили 9 из 10 кораллов с 1970-х годов и сводят на нет традиционные методы восстановления, некоторые учёные считают, что любые менее радикальные меры равносильны капитуляции.

Создание правильного "продукта"

В океане шансы отдельного коралла на существование ничтожно малы. Чтобы увеличить их, в лаборатории Университета Майами условия тщательно контролируются. В четырёх резервуарах регулируются температура и солёность, имитируется лунный свет, чтобы стимулировать кораллы к выпуску репродуктивных "связок" (бандлов) со спермой и яйцеклетками.

Ключевое отличие: некоторые из этих кораллов привезены из Гондураса, где температура океана примерно на 2 градуса выше, чем в Южной Флориде. Этот жар убил во Флориде всех, кроме самых стойких выживших, но в Гондурасе кораллы всё ещё процветают.

Смена стратегии

До сих пор глобальная стратегия спасения рифов в основном полагалась на выращивание фрагментов в питомниках и их кропотливую высадку дайверами в океан. Каждый год высаживаются десятки тысяч кораллов, но восстановление безнадёжно отстаёт от темпов разрушения. К тому же, новые кораллы происходят из быстро сокращающегося генетического пула.

Без перехода на чистую энергию учёные отводят мировым рифам около 25 лет до полного коллапса. Это будет сокрушительным ударом для Флориды, где рифы поглощают 97% энергии волн, защищая прибрежные города. Без кораллов экономика США, как ожидается, будет ежегодно нести в среднем $1.8 млрд ущерба от наводнений.

Скрещивая выживших флоридских кораллов с гондурасскими, учёные надеются создать потомство, которое будет обладать новым термостойким генетическим "доспехом" для предстоящих климатических битв.

Учёные называют этот процесс "assisted gene flow" (облегчённый поток генов), способ ускорить эволюцию. "Это первый в мире "Flonduran" (Флондуранский) мозговой коралл, когда-либо произведённый", — комментирует Бейкер.

Наращивание производственной линии

Исследователи спешат подготовить сборочную линию для масштабирования производства. Цель — работать почти круглый год, используя тот факт, что разные кораллы могут нереститься в разное время.

В 2017 году группа европейских учёных впервые успешно описала протокол "коралловодства", позволяющий с помощью специального освещения обмануть кораллы и заставить их нереститься вне океана. Это открыло много возможностей.

В лаборатории профессора Жоаны Фигейредо из Университета Нова Саутвестерн десятки коралловых младенцев теперь освещаются васильково-синим светом, имитирующим солнце ночью и луну посреди дня. Это позволяет вызвать нерест в дневное время.

Уже сейчас разные кораллы в Нова Саутвестерн нерестятся три раза в год. С разнесёнными циклами исследователи могут перемещать кораллы на разных стадиях роста по производственной линии, утраивая выпуск. "Это гораздо более рентабельное использование пространства и оборудования", — говорит Фигейредо.

Печать кораллов

Следующим ключевым шагом станет автоматизация. Коралловый принтер вместо чернил или пластика будет наносить смесь гидрогеля и коралловых личинок, размещая их на правильном расстоянии для роста. Таким образом, 1000 личинок смогут расти на плитке размером не больше подставки.

Примерно через два месяца робот сможет отделить каждую и поместить их на более крупные плитки, где кораллы будут расти ещё 4–7 месяцев, пока не станут достаточно крепкими для пересадки на настоящие рифы.

Передовые технологии печати также могут предотвратить основную причину гибели кораллов — голод. При перегреве воды микроскопические водоросли (зооксантеллы), живущие внутри коралла, перестают производить сахар (источник пищи) и начинают выделять токсины. Коралл, обесцвечиваясь, изгоняет водоросли и медленно умирает от голода.

Некоторые водоросли уже более термостойкие, чем другие. Принтер мог бы вводить эти превосходные водоросли в гидрогель вместе с коралловыми личинками, обеспечивая лучший старт с самого начала.

Оплата счетов

Фигейредо, имеющая опыт в аквакультуре (которая производит более половины потребляемой в мире рыбы), видит огромный потенциал в концепции коралловой фабрики. Частные предприятия могли бы выращивать кораллы и высаживать их на искусственных рифах — природных барьерах от штормовых нагонов.

Поскольку рифы можно рассматривать как общественную инфраструктуру, защищающую всё побережье, другим вариантом является государственное финансирование. Министерство обороны США уже признало их ценность, отчасти из-за урагана "Майкл" (2018), который разрушил 484 здания на авиабазе Тиндалл. На восстановление Пентагон тратит около $5 млрд.

По сравнению с этим, $50 млн, которые DoD выделил университетам для создания искусственных рифов с термостойкими кораллами и устрицами, — мелочь. "Профилактика стоит лечения", — говорит Бейкер. "Промышленный центр может стоить нам миллионов долларов, но в будущем будет стоить миллиардов, если мы этого не сделаем".

Сотни тысяч кораллов, которые Бейкер планирует производить, покроют только потребности Майами-Дейд. Дополнительные фабрики можно построить для снабжения Флорида-Кис, Гавайев, Багамских островов, Мексики, Саудовской Аравии и Большого Барьерного рифа.

Фигейредо уже создала программу для обучения нового персонала, необходимого для работы на таких фабриках. На сегодняшний день она обучила более 50 человек методам полового размножения кораллов.

Технологии доступны, ситуация давно достаточно серьёзна, чтобы требовать крайних мер. При правильных инвестициях первая фабрика может быть запущена всего через четыре года. "Время пришло, — говорит Бейкер. — Это не научная фантастика".