Wetenschappers zijn erachter hoe het kan dat verbleking voor sommige koralen de mokerslag is, terwijl soortgenoten ongevoelig lijken. En dat kan hun toekomst veiligstellen.

Koraalriffen zijn prachtige en diverse ecosystemen die de economie van veel kustgemeenschappen aandrijven. Bovendien vervullen koraalriffen tal van belangrijke functies, waaronder het instandhouden van de biodiversiteit onder water. Talloze soorten vissen en dieren vinden er voedsel en onderdak. Maar de situatie wordt steeds nijpender, nu koraalriffen massaal verbleken. Onderzoekers zijn dan ook naarstig op zoek naar manieren om koraal van de ondergang te redden. Hoe? Mede door op weerbarstige koralen te jagen die zich ondanks ‘mass bleaching events’ kranig staande weten te houden.

Meer over verbleking
Koraal leeft in symbiose met microscopisch kleine algen die het koraal van voedsel en kleur voorzien. Wanneer het koraal te maken krijgt met stress (door hogere watertemperaturen of vervuiling) verlaten de algen het weefsel van het koraal. Daardoor verliest het koraal niet alleen een belangrijke bron van voedsel, maar ook kleur. Het koraal verzwakt en wordt vatbaarder voor ziekten. Eén van de grootste stressfactoren waar het koraal op dit moment mee kampt, is de opwarming van het zeewater. Verbleking is hierdoor een snel om zich heen grijpend probleem geworden.

In de afgelopen jaren zijn koraalriffen al meerdere keren hard door verbleking getroffen. Wanneer dat gebeurt, spreken onderzoekers ook wel over een ‘mass bleaching event’. Ofwel; een periode waarbij veel riffen uitgestrekt over een groot gebied tegelijkertijd ernstig verbleken. In 2015 ging het er met name hard aan toe, toen hoge temperaturen wereldwijd koralen wit kleurden. Ook Kaneohe Bay op Hawaï werd zwaar getroffen; bijna de helft van de koralen werd daar zwaar aangetast. “Het was best gruwelijk en erg ontmoedigend om te zien,” herinnert koraalbioloog Crafword Drury zich. “Maar ik probeer het nu als kans te zien.”

Kans
Hoe deze verontrustende gebeurtenis een kans werd, laat de onderzoeker in een nieuwe studie zien. Het blijkt namelijk dat tijdens de verblekingsgolf in 2015 niet alle koralen zijn aangetast. Hoewel sommige koralen volledig verbleekten, bleken andere wonderbaarlijk genoeg resistent. En meer kennis over die specifieke, verbleking-resistente koralen zou kunnen helpen om riffen over de hele wereld te herstellen en beter te beschermen.

Biologische bibliotheek
Tijdens de massale verblekingsgolf van 2015 hadden onderzoekers verschillende koralen getagd om ze op die manier in de gaten te kunnen houden. “We beschouwen het als een biologische bibliotheek,” zegt Drury. De onderzoekers kwamen tot enkele verrassende ontdekkingen. Zo kunnen naburige koralen bijvoorbeeld heel anders op hoge temperaturen reageren. Het ene koraal verbleekt volledig, terwijl de buurman zijn gezonde, gouden kleur behoudt. Maar wat ligt hier precies aan ten grondslag?

Vergelijking tussen resistent koraal (links) en zijn verbleekte soortgenoot (rechts). Afbeelding: Courtesy of Ty Roach (HIMB)

“In onze studie hebben we ons gericht op de verschillen in verbleking binnen bepaalde koraalsoorten,” vertelt Drury in een interview met Scientias.nl. “Ook is er al veel onderzoek gedaan naar de verschillen tussen soorten. Zo blijkt bijvoorbeeld dat heterotrofe koraal (dat zijn organische celmateriaal opbouwt uit voedingsstoffen die het onttrekt uit organische stoffen, afkomstig van andere organismen, red.) veerkrachtiger is dan autrotrofe soorten (koralen die zelf de organische stoffen produceren die ze nodig hebben, red.). Deze koralen hebben bijvoorbeeld dikkere weefsels, betere energetische voorraden en kunnen thermisch tolerante symbioten herbergen, waardoor ze beter bestand zijn tegen verbleking.” Om echter ook de verschillen in een bepaalde soort te gaan begrijpen, bestudeerden de onderzoekers de biochemicaliën van de koralen die uit de ‘biologische bibliotheek’ waren verzameld.

Chemie
Met behulp van massaspectrometers analyseerden de onderzoekers wat resistente koralen onderscheidt van kwetsbare koralen. En tot hun verbazing ontdekten ze dat zelfs koralen van dezelfde soort, een heel verschillende chemie kunnen hebben. Verbleking-resistente koralen en hun gevoelige tegenhangers, herbergen namelijk twee verschillende gemeenschappen van algen. Het onderscheidende kenmerk tussen deze algenpopulaties werd gevonden in hun cellen, in verbindingen die bekend staan als lipiden. Bij verbleking-resistente koralen troffen de onderzoekers algen aan die zogenaamde verzadigde lipiden bevatten. Gevoelige koralen hadden meer onverzadigde lipiden. “Dit is niet anders dan het verschil tussen olie en margarine,” stelt Drury. “Laatstgenoemde heeft meer verzadigd vet, waardoor het vast blijft bij kamertemperatuur.”

Vragen
Deze ontdekking roept allerlei nieuwe vragen op. Hoe krijgen de koralen bijvoorbeeld deze verschillende algen? Is dit verschil uniek voor Hawaiiaanse koralen of is het ook elders te vinden? Het zijn slechts enkele vragen die de onderzoekers in vervolgonderzoek hopen te kunnen beantwoorden. “De biologie is echt het moeilijkste deel,” zegt onderzoeker Robert Quinn. “We werken aan nieuwe beurzen. Er zijn zoveel mogelijkheden om nog te verkennen.”

Veerkracht
Dat de onderzoekers die prangende vragen willen beantwoorden, is niet voor niets. Want de hoop is dat deze kennis ons in staat zal zetten om koralen te behoeden van de ondergang. Ondertussen is de huidige, chemische informatie al veelbelovend voor het behoud van koraal. Wanneer natuurbeschermers bijvoorbeeld koralen opnieuw inzaaien om riffen te helpen herstellen, kunnen ze mogelijk veerkrachtiger exemplaren selecteren. “We kunnen de kennis dus gebruiken om de veerkracht van koralen te bevorderen,” stelt Drury. “Dit is een belangrijk aandachtspunt van ons onderzoek: we proberen het potentieel en de gevolgen voor behoud en herstel te begrijpen die gericht zijn op thermische tolerantie.”

Einde van de eeuw
De vraag is echter of het koraal nog te redden valt. Zo stelden wetenschappers al eerder dat zelfs als de doelstellingen uit het Parijse klimaatakkoord gehaald worden, vóór het jaar 2070 alsnog het merendeel van al het koraal wereldwijd verbleekt zal zijn. Dat betekent overigens niet dat het koraal dan ook gelijk dood is. Koraal kan zich na verbleking weer herstellen. Daarnaast blijkt mede uit de huidige studie dat sommige kranige koralen ondanks desastreuse massale verblekingsgolven toch weten te overleven. En dus is er hoop. “Ik denk dat er aan het einde van de eeuw nog steeds koralen zullen zijn, maar dat de riffen er heel anders zullen uitzien dan vandaag de dag,” zegt Drury. “Denk aan verschillende soorten en ecologische interacties.” Het zou bijvoorbeeld goed kunnen dat kleinere plaatkoralen en massieve koralen een grotere rol gaan spelen. “Onze acties van vandaag – als mondiale samenleving – bepalen hoe anders het rif eruit gaat zien,” gaat Drury verder. “Riffen zien er tegenwoordig al anders uit dan hoe ze ‘zouden moeten’ als ze niet werden aangetast. Het is dus een glijdende schaal.”

De huidige studie kan bovendien helpen om riffen weerbarstiger te maken. “Ik denk dat ons onderzoek veelbelovend is, omdat het een extra laag toevoegt aan ons begrip over variatie in koraal,” zegt Drury. “Het laat zien hoe dit zich ontwikkelt en aanhoudt op lokale schaal. En dat hopen we ooit te kunnen gebruiken voor het behoud, restauratie en beheer van wereldwijde riffen.”