Met behulp van blauw licht en fluorescerende eiwitten kunnen onderzoekers ziek koraal snel en gemakkelijk onderscheiden van gezond koraal. Deze aanpak moet het wereldwijd ernstig bedreigde koraal helpen redden.

Het Groot Barrière Rif op een satellietfoto. Afbeelding: NASA.

Het Groot Barrière Rif op een satellietfoto. Afbeelding: NASA.

Wereldwijd is het heel slecht gesteld met het koraal. Van het Groot Barrièrerif aan de Australische kust is nog maar de helft over en het rif dreigt zelfs in zijn geheel te verdwijnen. Naast plaatselijke vervuiling van de oceaan door landbouwafval heeft ook de stijgende temperatuur van het zeewater een fataal effect op het rif. En sinds de jaren zeventig zijn de riffen van de Caraïben gereduceerd van vijftig procent tot acht procent levend koraal, zo blijkt uit een rapport van de Internationale Unie van Natuurbescherming (IUNC). Ook hier zijn de oorzaken opwarming van de oceaan en vervuiling, maar ook overbevissing en ziekten hebben hun aandeel in de mondiale verdwijning van koraalriffen. Door de trage groei van koraal kunnen er tientallen jaren overheen gaan voordat een groot deel weer is hersteld. Maar zolang de temperatuur blijft stijgen en wij de oceaan blijven vervuilen kunnen we er vanuit gaan dat er binnen onafzienbare tijd niets meer te redden valt.

Koraal doet ertoe
En dat is een kwalijke zaak. Koraalriffen bieden bijvoorbeeld een schuilplaats aan duizenden soorten vissen en andere oceaanbewoners. Wetenschappers schatten dat er nog miljoenen onontdekte diersoorten leven in deze koraalbanken. De biodiversiteit is dus heel erg hoog en hierdoor biedt het koraal veel mogelijkheden voor bijvoorbeeld de farmaceutisch industrie. Zij zoeken hier naar mogelijke geneesmiddelen tegen onder meer kanker, artritis en bacteriële ontstekingen.

Blauw licht
Om het koraal te kunnen redden, moeten we eerst een goed beeld hebben van de gesteldheid van het koraal. Onderzoeker Horst Grunz ontwikkelde daartoe de HiTec Fluorescentietechniek. Overdag, bij wit licht, is het koraal al spectaculair om te zien. Beschijnt een onderzoeker ’s nachts het rif echter met blauw licht dan verschijnt er een compleet nieuw kleurenpalet. Dit blauwe licht moet wel een bepaalde golflengte hebben, namelijk 450-465 nanometer. Door op een gewone zaklamp een speciaal filter te plaatsen, ontstaat een sprookjesachtig tafelreel. Het gezonde rif kleurt nu namelijk groen of paars-rood, het ongezonde of dode koraal blijft ongekleurd. Voor een nog optimaler resultaat wordt er een geel filter op de duikbril en eventueel nachtcamera bevestigd. Gezonde stukken koraal lichten dan groen op. De donkerblauwe vlekken zijn ongezonde stukken koraal.

Gezond koraal kleurt heldergroen. Ongezond koraal is donkerblauw. Afbeelding: Horst Grunz.

Gezond koraal kleurt heldergroen. Ongezond koraal is donkerblauw. Afbeelding: Horst Grunz.

Hoe kan dat?
Het nieuwe scala van kleuren wordt veroorzaakt door een fluorescerend eiwit. Veel verschillende organismen zoals algen, bepaalde vissen, wormen en weekdieren bevatten dit fluorescerende eiwit en zullen opgloeien wanneer ze worden beschenen met speciaal blauw licht. Door lichtenergie van het gefilterde blauwe licht worden elektronen van de eiwitten geactiveerd, “de elektronen slaan dan aan”. Als elektronen weer terugvallen in de grondtoestand veroorzaken de elektronen op hun beurt energie in de vorm van fluorescerend licht. Als het blauwe licht uitgaat, stopt ook de emissie van dit fluorescerende licht. Dit fluorescerende eiwit zorgt niet alleen voor spectaculaire beelden, maar is ook goed toepasbaar in onderzoek naar het effect van klimaatveranderingen. Dus door te kijken naar de fluorescentie van het koraal met behulp van deze HiTec fluorescentietechniek kan men de levenskracht van het koraal veel beter monitoren. Ook kunnen wetenschappers met deze techniek de directe effecten van klimaatsverandering, zoals stijgende temperatuur en verzuring van de oceaan beter in kaart brengen.

Herstel
Ook kunnen wetenschappers nieuwe koloniën veel eenvoudiger opsporen door het gebruik van blauw licht. Nieuw koraalaanwas vind je namelijk niet snel overdag, maar ’s nachts beschenen met het blauwe licht valt jong koraal opeens wel op. Op deze manier kunnen de onderzoekers vaststellen of een beschadigd koraalrif zich weer aan het herstellen is of niet. Ook kan men zo beter koraalbanken preventief beschermen door bijvoorbeeld visserij op die plek te verbieden.

En zo werpt professor Grunz met deze innovatieve fluorescentietechniek een nieuw licht op het oceaanleven van koralen.

Dit artikel is geschreven door Eline Visser (21). Ze studeert Science Education and Communication aan de Universiteit Utrecht en schreef bovenstaand artikel voor het vak Public Science Communication with Multimedia.