Genetisch onderzoek helpt bij bescherming van koraalriffen.

Misschien heb je het gezien in het nieuws, in 2014 richtte President Obama opnieuw grote zeereservaten op in de Stille Oceaan met als doel tropische koraalriffen te beschermen. Aan de VUB, in het Marine Biology lab, wordt onderzoek gedaan naar genetische diversiteit en verspreiding van koraalriffen, onderzoek dat gebruikt kan worden om nieuwe zeereservaten aan te wijzen. Maar wat zijn dat nu eigenlijk, koralen? En hoe kan genetisch onderzoek bijdragen aan zeereservaten?

Iedereen kent de plaatjes van koraalriffen van TV of films, maar vraag het aan een voorbijganger op straat, een politicus, of je moeder, en de kans is groot dat zij niet weten of een koraal nu een steen, een plant, of een dier is. Dit is niet eens zo verwonderlijk, want koralen zijn het allemaal een beetje. Ze maken een skelet dat er soms uitziet als een steen en daarnaast hebben veel tropische koralen algjes in hun weefsels die aan fotosynthese doen, net als planten. Maar de koralen zelf zijn wel degelijk dieren, specifiek neteldieren, naaste familie van de kwallen en anemonen.

Koralen als echte ecosysteem-ingenieurs

Tropische koralen zijn een verzameling (kolonie) aan elkaar levende poliepen. Door middel van de energie uit fotosynthese vormen ze kalkskeletten rondom elke koraalpoliep. Doordat elke generatie opnieuw doorbouwt op de vorige, wordt het koraalskelet steeds groter. Koralen zijn dus echte ecosysteem-ingenieurs, ze bouwen een structuur waar alle andere koraalrifdieren in en op kunnen leven. De koraalkolonies groeien in allerlei vormen: platte schijven, lange takken of grote bollen van meters doorsnee. Alle koralen bij elkaar vormen samen met andere organismen het kleurrijke koraalrif, een driedimensionale structuur in de oceaan, en voorzien daarmee in schuilplaatsen en voedselvoorziening voor de grootste mariene biodiversiteit ter wereld. Dit is niet alleen mooi om te zien, maar ook van economisch belang: het rif voorziet miljoenen mensen van voedsel en inkomsten door visserij en toerisme. Daarnaast werkt het koraalrif als golfbreker en voorkomt zo kusterosie.

“Koraalriffen zijn
niet alleen mooi, ze voorzien miljoenen mensen van voedsel en inkomsten door visserij en toerisme en voorkomen kusterosie.”

Koraalriffen verdwijnen echter in rap tempo. Dat komt enerzijds door lokale bedreigingen als overbevissing, dynamietvissen, vervuiling of doordat het rif overspoeld wordt door sediment uit rivieren als gevolg van houtkap stroomopwaarts. Inmiddels is 20 procent van alle riffen verdwenen en loopt nog eens 75 procent van de riffen het risico de komende decennia te verdwijnen door lokale bedreigingen. Daarnaast zijn er  globale bedreigingen, namelijk de opwarming van de zee en oceaanverzuring als gevolg van klimaatverandering. Koralen in te warm water stoten massaal hun kleurrijke fotosynthetiserende algjes uit, waardoor ze verbleken (coral bleaching). Omdat deze  algjes via fotosynthese zorgen voor een groot deel van het voedsel van het koraal blijft het koraal door hun vertrek verzwakt achter en kan er massale sterfte ontstaan n op een koraalrif. Door verhoogde CO2 waarden in de atmosfeer komt er ook meer van dit gas in de oceaan terecht en vormt er koolzuur, waardoor de door de koralen gevormde calciumskeletten langzaam oplossen en de koralen ook moeilijker nieuwe skeletten kunnen opbouwen.

Zeereservaten ter bescherming

Het inrichten van zeereservaten- gebieden waarin niet gevist mag worden en waar koraalriffen niet beschadigd mogen worden door bijvoorbeeld ankers, is de beste methode om zowel het ecosysteem, als de biodiversiteit van koraalriffen te beschermen. Daarbij is het belangrijk om een zeereservaat niet zomaar ergens te plaatsen, maar ook te kijken naar de soortenrijkdom van een gebied, de genetische diversiteit van de organismen die er voorkomen, en de verbondenheid, of “connectiviteit” van die organismen met andere gebieden.

Het inrichten van zeereservaten – gebieden waarin niet gevist mag worden en waar koraalriffen niet beschadigd worden – is de beste methode om zowel het ecosysteem als de biodiversiteit van koraalriffen te beschermen.

De genetische diversiteit en connectiviteit in een bepaald gebied worden sterk beïnvloed door de voortplantingsstrategieën, levensduur, migratie of gedrag van de in dat gebied voorkomende soorten. Daarnaast zijn ook omgevingsfactoren bepalend, zoals bijvoorbeeld sterke zeestromingen die migratie tegenhouden of juist bevorderen of de geografische isolatie van populaties  zodat er nooit genetische uitwisseling kan zijn met andere populaties.

Door in een groot gebied (honderden kilometers) weefselstalen te nemen van een heel aantal koraalrif-organismen zoals koralen, zeesterren, doopvontschelpen en vissen, kunnen we de genetische diversiteit bekijken per locatie, maar ook de connectiviteit tussen locaties onderzoeken. Recent onderzoek* voor de kust van Kenia en Tanzania laat zien dat het rifbouwende koraal Acropora tenuis op de meeste plaatsen nog steeds een hoge genetische diversiteit heeft, ondanks de sterke afname van Oost-Afrikaanse riffen in de laatste 20 jaar door het veelvuldig  voorkomen van koraalverbleking. Daarnaast bleek de uitwisseling tussen riffen hoog, en vindt deze plaats over een enorme afstand, in sommige gevallen zelfs over 900 kilometer, wat wijst op een sterke connectiviteit tussen de riffen. Dit kan verklaard worden door de voortplantingsstrategie van Acropora tenuis en door de gunstige lokale zeestromingen. De koraalkolonie zit vast aan het substraat en kan zich niet verplaatsen, maar zo’n kolonie plant zich voort door grote hoeveelheden drijvende eitjes en sperma in het water los te laten die door de zeestromingen wel ver kunnen migreren. Dit voortplantingsevent gaat één keer per jaar door en het moment waarop dit gebeurt is afhankelijk van de maanstand. Alle individuele koraaldiertjes  doen mee op exact hetzelfde moment. Bevruchte eitjes kunnen dagen tot weken meedrijven met lokale stromingen voordat ze zich op een stevig stukje zeebodem vastzetten en daar beginnen uit te groeien tot een nieuwe koraalkolonie. De stroming langs de Oost-Afrikaanse kust speelt  waarschijnlijk een belangrijke  rol in de grote verspreidingscapaciteit van Acropora tenuis in Oost-Afrika.

Hoewel het instellen van  de gevolgen van klimaatverandering niet kan  stoppen, blijken koraalriffen die binnen goed gereguleerde reservaten leven wel veel weerbaarder te zijn voor de gevolgen van klimaatverandering.

Deze bevindingen, samen met die van onderzoek aan andere koraalrif-organismen, worden gebruikt om na te gaan of de huidige zeereservaten goed functioneren en op welke locaties nieuwe zee reservaten aangewezen moeten worden om een met elkaar verbonden netwerk van beschermde gebieden te vormen. Hoewel het instellen van zeereservaten de gevolgen van klimaatverandering niet kan stoppen, blijken koraalriffen die binnen goed gereguleerde reservaten leven wel veel weerbaarder voor de gevolgen van klimaatverandering. Het is van het grootste belang om klimaatverandering in de toekomst een halt toe te roepen, maar er is vandaag al actie nodig om de koraalriffen te redden.Goed gereguleerde zeereservaten vormen een belangrijke eerste stap.
Wat kunnen we in België doen om koraalriffen te beschermen? Probeer je ecologische voetafdruk te verminderen, want  CO2-uitstoot is verantwoordelijk voor de opwarming van de aarde en de verzuring van de oceanen. Deze factoren veroorzaken  vervolgens de  wereldwijde globale bedreiging van koraalriffen. Koop ook  geen exotische souvenirs, zoals koralen, schelpen of opgeblazen kogelvissen, en bestel geen  exotische vis uit koraalriffen in restaurants en viswinkels.