Wetenschappers ontdekken hittebestendige koralen die voor het oog verborgen zijn

Zou onze bevinding kunnen helpen het Great Barrier Reef te beschermen? vragen MELISSA NAUGLE en EMILY HOWELLS van Southern Cross University en LINE K BAY van het Australian Institute of Marine Science (AIMS)

Net zoals individuele mensen anders met stress omgaan, geldt dat ook voor koralen. Zelfs koraalkolonies van dezelfde soort die naast elkaar groeien, variëren in hun tolerantie voor druk zoals hittegolven.

Lees ook: Roze zeewaaier voor het eerst in het Verenigd Koninkrijk gefokt

In onderzoek gepubliceerd op 23 september, ontdekten we verrassend nieuw bewijs van variabele hittetolerantie in koralen. Nu de oceanen van de wereld opwarmen, zijn deze verschillen belangrijk.

Eerder dit jaar werd de wereld vierde wereldwijde massableekgebeurtenis werd verklaard. Het Great Barrier Reef (GBR) heeft geleden vijf massableekbehandelingen sinds 2016 – meest recent afgelopen zomer. De verklaringen volgden de wereldwijde warmste jaar ooit geregistreerd.

Om de koraalriffen van de wereld gezond en functioneel te houden, moeten de wereldwijde koolstofemissies worden verlaagd. dramatisch ingeperkt om de snelheid van de opwarming van de oceaan te verminderen. Terwijl de mensheid naar dat doel toewerkt, kunnen interventies tijd kopen voor koralen om te overleven in hun opwarmende omgevingen.

Wat we gedaan hebben

De hittetolerantie van koralen kan worden gemeten door hun reacties op verhoogde watertemperaturen te analyseren. Ons onderzoek omvatte het meten van de bleekdrempels van meer dan 500 kolonies van het tabulaire koraal Acropora hyacinthus.

Acropora hyacinthus is een veelvoorkomend koraal dat "tafels" van kleine takjes vormt. Deze soort is zowel ecologisch belangrijk en zeer kwetsbaar voor hittegolven, waardoor het een belangrijke kandidaat is voor behoud.

De karakteristieke kleur van koraal wordt geleverd door algen die in het weefsel leven. De algen zorgen ook voor het grootste deel van de voeding van het koraal. Wanneer de watertemperatuur te lang te hoog wordt, stoot het koraal de algen uit, waardoor het verbleekt en verhongert.

Tijdens onze reis op zee bezochten we 17 riffen om te duiken en te zoeken naar Acropora hyacinthusVervolgens brachten we monsters van deze koralen aan boord van een onderzoeksschip om experimenten uit te voeren.

Ons speciaal ontworpen draagbare experimentsysteem bevatte 12 tanks die op vier verschillende temperaturen waren ingesteld. Koraalfragmenten werden in elke tank geplaatst en onderworpen aan kortdurende hittestress bij verschillende temperaturen.

Daarna maten we de hoeveelheid pigment die nog in de koraalfragmenten zat. Deze hoeveelheid komt direct overeen met de hoeveelheid algen die nog in de cellen van het koraal zaten.

Vervolgens bepaalden we de bleekdrempels van elk koraal – met andere woorden, de temperatuur waarbij de pigmentatie van het koraal daalt tot 50% van het gezonde niveau. Dit stelde ons in staat om te begrijpen hoeveel variatie er is en waar de meest hittebestendige kolonies leven.

Dus wat hebben we ontdekt? Tijdens onze experimenten varieerde de hoeveelheid pigment die onder hoge temperaturen werd vastgehouden van 3% tot 95%. Dit betekent dat bij hoge temperaturen sommige koraalkolonies volledig verbleekten, terwijl andere nauwelijks beïnvloed leken te worden.

Van de 17 riffen die we bestudeerden, bevatten 12 kolonies met bleekdrempels in de bovenste 25%. Dit betekent dat er op de meeste riffen die we bemonsterden, hittebestendige koralen te vinden waren.

Natuur tegen opvoeding

Koralen gaan anders om met stress om twee redenen: natuur en opvoeding.

Elk koraal heeft een unieke "natuur" of genetische samenstelling die de hittetolerantie kan beïnvloeden. Onze resultaten suggereren dat koralen die over het hele Great Barrier Reef zijn gevonden, unieke genetische bronnen kunnen bevatten die belangrijk zijn voor herstel en aanpassing.

Echter, aspecten van de mariene omgeving kunnen de hittestressreactie van een koraal voeden of belemmeren. Deze omvatten watertemperaturen, nutriëntencondities en de symbiotische algen die in koraalweefsel leven.

We ontdekten dat koralen die in warmere gebieden leven, zoals het noordelijke Great Barrier Reef, hogere watertemperaturen aankunnen. Omdat het water in deze gebieden echter zo warm is, worden de koralen al dicht bij hun temperatuurlimieten geduwd.

Koralen in het zuidelijke Great Barrier Reef kunnen temperaturen die zo hoog zijn als die van hun noordelijke buren niet aan. Onze bevindingen suggereren dat deze koralen meer opwarming boven hun lokale temperaturen kunnen verdragen dan koralen in het noorden.

Deze tolerantiepatronen kunnen van invloed zijn op welke koralen mariene hittegolven overleven.

Onze riffen een toekomst geven

Onze bevindingen hebben mogelijk belangrijke gevolgen voor het vermogen van koralen om zich aan te passen aan warmere zeeën als gevolg van klimaatverandering.

De resultaten kunnen ook bijdragen aan rifherstel en beschermingsinspanningen. Zo zouden hittebestendige ouderkoralen bijvoorbeeld selectief gefokt om nakomelingen te produceren die beter geschikt zijn voor warmere wateren.

Het succes van zulke programma's hangt af van de mate waarin de genetische samenstelling van een koraal zijn tolerantie voor hitte bepaalt. De volgende stap in dit onderzoek is dus het onderzoeken van deze genetische verschillen.

Er worden al selectieve fokproeven uitgevoerd aan de gang, waarbij gebruik werd gemaakt van de meest hittebestendige koralen die in deze studie zijn geïdentificeerd.

Als het gaat om het beschermen van onze koraalriffen, is het verminderen van broeikasgasemissies noodzakelijk. Echter, interventies zoals selectief fokken kunnen nuttige supplementen zijn om koraalriffen de best mogelijke toekomst te geven.

Ook op Divernet: Onze digitale 3D-modellen kunnen helpen enorme koraalriffen nieuw leven in te blazen, Reefdetectie boven het hoofd maakt giswerk overbodig bij koraalherstel, 600 jaar oud koraal onthult veranderingen in de Stille Oceaan sinds 1370, Koralen gelukkiger in de Golfstroom