Wat je altijd al wilde weten over koraalrifherstel

January 11, 2017 Het ziet er niet goed uit voor koralen. Er zijn nog maar een paar echt gezonde koraalriffen over en de vooruitzichten worden er niet beter op, zodat het voor veel riffen wel eens heel krap zou kunnen worden om de volgende eeuw te halen. De roep om actie klinkt misschien al oorverdovend, dus wat kunnen we doen om de achteruitgang van koraalriffen tegen te gaan? Velen van ons hebben koraalriffen gezien die er slecht aan toe waren: verwoest, gebleekt, vervuild, beschadigd door ankers, zonder hun obligate vispopulaties of overwoekerd door algen. We weten dat klimaatverandering, met name de stijgende zeewatertemperaturen (IPCC: gevolgen voor koraalriffen), maar ook door de mens veroorzaakte stressoren, zoals niet-duurzame visserij en vervuiling, het koraal moeilijk maken. De 3 de wereldwijde bleekgebeurtenis heeft op alarmerende schaal koralen weggevaagd. Zo lijdt het Great Barrier Reef aan het grootste verlies van koralen ooit. Tot nu toe hebben onze inspanningen om klimaatverandering, overbevissing, vervuiling en andere bedreigingen aan te pakken de achteruitgang van koraalriffen niet eens kunnen vertragen. In de afgelopen jaren is er steeds meer aandacht gekomen voor de mogelijkheid om actief koraalherstel te gebruiken als aanvullend instrument voor het beheer van koraalriffen; zowel onder wetenschappers, MPA-managers en lokale belanghebbenden, als in de media. Maar kunnen we beschadigde riffen echt 'herplanten' met koralen, en zo ja, hoe kan dit worden bereikt en op welke schaal? Koraalrifherstel vandaag Net als alle dieren moeten koralen groeien en zich voortplanten en een beschadigd rif kan zich alleen op die manier herstellen. Koralen hebben twee manieren om zich voort te planten: ongeslachtelijk wanneer fragmenten van een kolonie weer aangroeien, of seksueel door eitjes en sperma te paaien of door larven vrij te laten. Sommige koraalriffen hebben niet meer het vermogen om zichzelf te herstellen. Koraalrifherstel is het proces waarbij koralen worden getransplanteerd om een verlaten rif te 'herbebossen'. Dit klinkt misschien eenvoudig, maar dat is het niet. Hoewel er veel kennis en praktische ervaring is opgedaan, staat koraalrifherstel in de praktijk en het wetenschappelijk onderzoek nog in de kinderschoenen. Een veelgebruikte methode is het ongeslachtelijk herstellen van koralen, waarbij gebruik wordt gemaakt van het vermogen van het koraal om zich ongeslachtelijk voort te planten. Je kunt fragmenten van donorkolonies krijgen door stukken af te breken, waarbij je meestal niet meer dan 20% van een kolonie neemt. De resulterende fragmenten zijn klonen van de donorkolonie. Soms kun je al afgebroken stukken gebruiken, bijvoorbeeld als vertakte koralen door een storm zijn gebroken. Dan bewaar je de fragmenten meestal enkele maanden in verschillende soorten kweekkamers. Gedurende deze tijd genezen en groeien de fragmenten en worden ze goed verzorgd. Tot slot transplanteer je de jonge koralen op het rif of elders, waarbij je onderwaterlijm, kabelbinders of spijkers gebruikt om ze te bevestigen. Als het succesvol is, zal het koraaltransplantaat uiteindelijk het omringende substraat overwoekeren en zichzelf vasthechten aan het rif. "Het mooie van koraalherstel met behulp van ongeslachtelijk vermeerderde fragmenten is dat lokale gemeenschappen het kunnen doen. Er zijn al kleine lokale gemeenschapsgroepen die koraaltransplantaties uitvoeren op veel plaatsen in de Stille en Indische Oceaan. Als het goed wordt gedaan, kan het heel nuttig zijn. Het probleem is dat er maar heel weinig plaatsen in de wereld zijn waar je kunt laten zien dat deze inspanningen een ecologische impact op de lange termijn hebben gehad. Een positief voorbeeld is het recente werk van Nature Seychelles op Cousin Island. Maar als je naar veel van dit soort koraalherstelprojecten kijkt, zien ze er aanvankelijk goed uit, zelfs na één of twee jaar, maar te vaak gaat er op een gegeven moment iets mis en mislukt de restauratie", zegt prof. Alasdair Edwards van de Universiteit van Newcastle, die al bijna 40 jaar aan koraalriffen werkt en de ' Re ef Rehabilitation Manual'-een compilatie voor managers. Hij is onlangs lid geworden van de wetenschappelijke raad van SECORE. Waarom zijn deze benaderingen zo zelden succesvol? De methode zelf lijkt niet al te moeilijk om uit te voeren. "Het grootste gevaar van ongeslachtelijk herstel is dat mensen ecologische beslissingen nemen en de natuurlijke selectie omzeilen. Je gaat ervan uit dat deze of gene koraalkolonie goed is aangepast aan de omgeving van de transplantatieplaats. Je denkt dat ze dat zouden moeten zijn, maar je weet het niet zeker. Zelfs als je een breed scala aan genetisch verschillende individuen gebruikt om de genetische biodiversiteit te behouden, hebben deze fragmenten nooit de eerste periode van intensieve selectie op die locatie doorlopen, zoals alle seksuele rekruten die zich op het rif vestigen zouden hebben gedaan", legt Alasdair uit. Daarbij moet je in gedachten houden dat het leven moeilijk is voor kleine koraal rekruten; in het wild overleeft slechts ongeveer 1% de eerste paar maanden van hun leven! Er is een eenvoudig voorbeeld van de Fiji-eilanden dat het belang van lokale aanpassing voor herstel illustreert. Op Moturiki Islands stierven de koralen op de rifvlakte af na bleaching in 2000 en 2002. De lokale gemeenschap was bezorgd en wilde ze herplanten. Helaas waren er geen koralen meer op de rifvlakte die versnipperd konden worden en gebruikt voor een herstelpoging. Dus moesten ze ergens anders vandaan worden gehaald; van een diepere riflocatie, dus van een andere omgeving waar koralen niet zijn aangepast aan het leven op de rifvlakte. Eerst deden de uitgezette fragmenten het goed, maar toen de warmere seizoenen begonnen, verbleekte en stierf al het getransplanteerde koraal op de rifvlakte. Waarom is het belangrijk om genetische diversiteit te behouden? Genetische diversiteit betekent dat er binnen een populatie verschillende variëteiten van gencombinaties, zogenaamde genotypen, bestaan. Er zijn belangrijke redenen om genetische diversiteit in stand te houden: een diverse populatie heeft meer kans om uitbraken van ziektes of andere stress te overleven, omdat sommige genotypes beter bestand zijn dan andere en zo kunnen overleven. Elke keer dat een populatie zich seksueel voortplant, wordt er een nieuwe reeks genotypes geproduceerd door recombinatie - door het genetische pakket als het ware te herschikken. En genetische diversiteit is een voorwaarde voor natuurlijke selectie om zijn werk te kunnen doen. Dat hoeft niet te betekenen dat je geen genetische diversiteit kunt handhaven met ongeslachtelijke koraalherstelmethoden. Studies suggereren dat als je fragmenten verzamelt van 30-35 genetisch verschillende kolonies van een koraalsoort op een riflocatie, deze meer dan 90-95% van de genetische diversiteit voor de soort op die locatie vertegenwoordigen. Tijdens herstelwerkzaamheden moet je ervoor zorgen dat een gevarieerde set genotypen vertegenwoordigd is bij elke transplantatie. Zodra je koralen zich seksueel beginnen voort te planten, zal je nieuwe koraalgeneratie alle genetische diversiteit hebben die je je maar kunt wensen - maar alleen dan. Milieu-educatie Aseksueel koraalherstel heeft het grote potentieel om te fungeren als een middel om het bewustzijn te vergroten; niet alleen onder lokale gemeenschappen en belanghebbenden, maar ook onder bezoekende snorkelaars en duikers. Houd je drijfvermogen tijdens het duiken in stand en laat geen sporen achter ( behalve je voetafdrukken in het zand) is altijd belangrijk. Maar je kunt ook meer leren over koralen en het herstel ervan door kwekerijen te bezoeken en te kijken naar pas geplante koralen - sommigen van jullie hebben misschien zelf zulke kwekerijen gezien of zelfs meegeholpen. Toeristen bewust maken en mensen ter plaatse betrekken bij lokale natuurbeschermingsprojecten is een cruciale voorwaarde om milieubescherming en -herstel een duurzaam karakter te geven. Op de Malediven bijvoorbeeld maken veel resorts succesvol gebruik van herstelprojecten om toeristen voor te lichten. Een ander voorbeeld is het werk van Expedition Akumal : zij gebruiken kleine, reeds gebroken fragmenten van hertshoornkoralen voor restauratiedoeleinden en bewustmaking van duikers is onderdeel van hun inspanningen. Sexueel herstel Een alternatieve benadering om koralen te produceren voor restauratie is seksuele koraalrestauratie: dit is de afgelopen tien jaar bestudeerd en verder ontwikkeld door SECORE en partners en maakt gebruik van de seksuele voortplanting van koralen. Simpel gezegd, je verzamelt geslachtscellen van koralen - eitjes en sperma - in het veld of van koralen die je voor dat doel naar je laboratorium hebt gebracht. Als je eenmaal je gameten hebt, laat je ze bevruchten en laat je de koraallarven in ontwikkeling opgroeien. Als de larven klaar en in staat zijn om zich te vestigen, voorzie je ze van de juiste substraten en wacht je tot ze zich gevestigd hebben. In het ideale geval laat je ze in een middenwaterkwekerij op het rif groeien tot ze een bepaalde grootte hebben bereikt, een proces dat weken tot maanden kan duren, voordat je ze op het rif uitzet. "Natuurlijk gevestigde koralen beginnen hun leven als piepkleine poliepen van ongeveer een mm doorsnee. Tegen de tijd dat ze de grootte van een getransplanteerd koraalfragment hebben bereikt, hebben ze al een lange selectieperiode achter de rug, waarschijnlijk jaren, binnen de rifomgeving", legt Alasdair uit. En voor degenen die zijn gestorven: er is tenminste geen koraal beschadigd om ze te verkrijgen. Er zijn twee grote verschillen tussen het gebruik van seksuele benaderingen en ongeslachtelijke benaderingen: elk van je babykoralen is genetisch uniek en je moet je koralen vanaf het begin laten groeien. Aseksuele versus seksuele benaderingen "Beide technieken hebben hun voor- en nadelen", zegt Dr. James Guest. James is een expert op het gebied van voortplanting en herstel van koralen in Zuidoost-Azië, met een speciale interesse in het bestuderen van de veerkracht van koraalriffen. James werkt momenteel bij het Hawai'i Institute of Marine Biology en is sinds 2012 lid van de SECORE Science Board. "Aseksuele vermeerdering is minder duur op kleine schaal en kan worden gedaan met relatief weinig training. Met seksuele voortplanting krijg je seksuele recombinatie en krijg je heel veel baby's; uit één kuitschieting kun je potentieel een miljoen koralen krijgen - het produceren van een miljoen fragmenten zou een hele uitdaging zijn. We moeten bereid zijn om beide benaderingen, of een combinatie van beide, toe te passen. Bijvoorbeeld als koraalkolonies ver uit elkaar liggen, kun je fragmentatie gebruiken om broedstock te creëren. Je kunt ook bijhouden wie hun ouders zijn om genetische diversiteit te behouden. Als je fokdieren kuitschieten kun je geslachtelijk voortgeplant nageslacht krijgen. Met ongeslachtelijke voortplanting kun je snel resultaten boeken en met seksuele voortplanting op de langere termijn." Hand in hand werken Een goed voorbeeld van hoe je beide technieken kunt combineren zijn de lopende onderzoeks- en herstelinspanningen voor het bedreigde hertshoornkoraal op Curaçao: Het hertshoornkoraal (Acropora cervicornis) heeft de neiging om vrij broze takken te hebben en relatief grote 'bosjes' te vormen door ongeslachtelijke voortplanting; bijvoorbeeld wanneer stormen deze koralen uit elkaar breken. Vanwege de huidige schaarste liggen de plekken te ver uit elkaar om het kuit te verzamelen van genetisch verschillende ouders die tijdens één paaibeurt zouden kunnen bevruchten - koralen met hetzelfde genotype bevruchten elkaar niet. Tot nu toe was het daarom niet mogelijk voor SECORE en langetermijnpartner Carmabi Research Station om seksueel vermeerderde hertshoornkoralen te kweken. Vervolgens is in 2015 de Coral Restoration Foundation Curaçao ( CRFC) met steun van Ocean Encounters (een lokale duikschool) begonnen met een ongeslachtelijk herstelproject. Het omvat de groei en transplantatie van het bedreigde hertshoornkoraal op Curaçao. Het CRFC verzamelde al kapotte stukken hertshoornkoraal en plaatste ze in kweekkamers die een boomvorm hebben, zogenaamde 'koraalboomkweekkamers'. De fragmenten in de kweekkamers kwamen van verschillende riflocaties en vertegenwoordigen dus hoogstwaarschijnlijk verschillende genotypen. Gedreven door het idee dat de koraalfragmenten op de boomkwekerijen gebruikt konden worden als broedstock voor seksuele voortplanting, bundelden de verschillende groepen hun krachten. En tijdens de koraalmassapaai van 2016 in augustus hebben de fragmenten gebroed! Een gezamenlijk duikteam verzamelde gameten van hertshoornkoralen, bracht ze terug naar het laboratorium en bevruchtte ze. Nu groeit er ook een nieuwe generatie seksueel vermeerderde hertshoornkoralen in een kwekerij. Waar plant je je koralen? Welke techniek je ook gebruikt, het is essentieel om je herstellocatie goed te kiezen. Als je een verwoest rif aantreft, is het duidelijk om een reden gestorven, of beter gezegd om meerdere redenen. Tenzij je er zeker van bent dat die redenen zijn weggenomen of op zijn minst onder controle zijn, is het geen goed idee om daar een restauratiepoging te beginnen: je nieuwe koralen zullen het waarschijnlijk niet overleven. De beste kansen heb je in goed beheerde gebieden waar stressfactoren zoals overbevissing en vervuiling zo laag mogelijk zijn en waar grazers - herbivoren - aanwezig zijn. Up-scaling - hoe pak je het echt aan? Tot op heden hebben alle pogingen om riffen te herstellen op relatief kleine schaal plaatsgevonden. Gezien de schaal waarop koraalriffen wegkwijnen, lijken de inspanningen helemaal niet voldoende. Je hebt niet alleen de juiste methode nodig, of een combinatie daarvan, maar je moet ook nadenken over werken op grotere schaal. "Voor opschaling is de beste kans misschien wel met de seksuele route", zegt Alasdair. "Het vestigen van koralen op een soort substraat, een substraat dat gemakkelijk op het rif kan worden uitgezet, zelfhechtend of een dat gemakkelijk kan worden bevestigd, afhankelijk van de omgeving. Op dit moment is de grootste uitdaging de enorme sterfte in de eerste maanden na vestiging; meestal sterft meer dan 95% binnen een maand of vier." Houd in gedachten dat deze sterfte natuurlijk is en dat er maar heel, heel weinig koraallarven zijn die in het wild uitgroeien tot een volwassen koraal. "We zijn vrij goed in de eerste stadia, het in leven houden van gameten en larven in gevangenschap, ze in goede omstandigheden houden, ze zich laten vestigen. Je kunt miljoenen larven uit één paai halen", zegt James. "Maar op een gegeven moment beginnen de sterftecijfers te stijgen. Je zult nooit alle sterfte kunnen verminderen, maar we moeten methoden ontwikkelen om op een punt te komen waar bijna alle substraten ten minste één overlevend koraal hebben. We doen het eigenlijk best goed, we hebben een vrij goede overleving na vestiging, maar als we dit nog wat kunnen verbeteren, zou dat echt helpen bij het opschalen. En het tweede is dat we ze nog steeds op het rif moeten krijgen." Tot nu toe moet elk fragment of substraat met een nieuwe koraalplant met de hand naar het rif worden getransplanteerd. Voor degenen onder jullie die geen duikers zijn: duiken vereist nogal wat logistiek en uitrusting en elk werk onder water wordt bovendien beperkt door de hoeveelheid lucht in je tank. Daarom is het uitplanten van koralen het meest kostbare en tijdrovende deel van elke restauratie. Om deze beperking te overwinnen, test SECORE momenteel samen met de California Academy of Sciences en andere partners nieuwe koraalsubstraten die zichzelf aan het rif kunnen hechten. Ze zijn misschien niet geschikt voor alle omstandigheden, maar als je begint met een herstelpoging heb je meestal nog steeds een rifraamwerk met kleine spleten en dergelijke waarin die substraten verstrikt kunnen raken. SECORE en partners zoals het Shedd Aquarium ontwikkelen ook nieuwe apparaten om koraallarven op grotere schaal buiten groot te brengen; idealiter op een beschutte pier of iets dergelijks. Ze bevinden zich nu in de testfase - hopelijk leren we over een paar maanden hoe nuttig ze zijn! Is er een toekomst voor koraalriffen? Een vraag die duikers, liefhebbers van koraalriffen en milieuactivisten bezighoudt. "Sommige koralen zullen zeker overleven", zegt Alasdair, "maar of koraalriffen als productief ecosysteem de volgende eeuw zullen overleven is een betwistbaar punt. Uiteindelijk is de enige manier om ervoor te zorgen dat de productieve en prachtige koraalriffen die we kennen en waarvan we houden zullen overleven, het verminderen van de uitstoot van broeikasgassen en het oplossen van het probleem van de opwarming van de aarde. Het is ook essentieel dat we het beheer van lokale stressfactoren zoals overbevissing en kustontwikkeling verbeteren. Zo niet, dan behoren koraalriffen tot de eerste grote ecosystemen die verdwijnen, met verwoestende gevolgen voor de honderden miljoenen mensen die ervan afhankelijk zijn." Er kunnen dus twee redenen zijn waarom restauratie een belangrijke rol speelt bij het helpen behouden van koraalriffen voor de toekomst: door te helpen een aantal pockets-refuges-van gezonde koraalriffen te behouden en door in de tussentijd de ecologische functies waar mogelijk in stand te houden. "Er zullen plaatsen zijn waar ze veel beter overleven", vervolgt Alasdair. "Hoe langer je een aantal gezonde koraalgemeenschappen in stand kunt houden, hoe groter de kans dat mensen de belangrijkste problemen zullen oplossen. Je hebt plekken met gezonde koraalriffen nodig, anders is er niets om je over te verspreiden. Ik denk dat alle inspanningen om de riffen te herstellen duidelijk de moeite waard zijn en het is heel onwaarschijnlijk dat het allemaal helemaal voor niets zal zijn." Een betere slotopmerking is er niet: doorgaan met onze inspanningen en de hoop niet verliezen! Koraalriffen redden.