Blaaswier in de klimaatstress

October 28, 2019 Fucus vesiculosus (Blaaswier) vertoont gekoppelde reacties op veranderingen in het milieu

Kortdurende hittegolven, langdurige opwarming en verzuring, toenemende overbemesting en zuurstofuitputting - mariene ecosystemen zijn onderhevig aan veel veranderingen. De reacties van zeeorganismen op deze factoren zijn ook divers. Biologen van het GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel hebben nu bij een grote alg kunnen aantonen dat hun reactie op verschillende milieuveranderingen positief en negatief gekoppeld kan worden - wat leidt tot een versnelling of vertraging van hun aanpassing.

De stress op mariene ecosystemen neemt toe. De opwarming van de oceanen, de daling van de pH-waarde van het zeewater, de toevoer van voedingsstoffen en het verlies van zuurstof zetten hen onder druk. Individuele factoren kunnen voor bepaalde soorten zeker een voordeel zijn. Andere veranderingen kunnen het leefgebied van dezelfde soort ook ernstig beperken. De verschillende effecten maken het erg moeilijk om toekomstige verschuivingen in biodiversiteit in te schatten. "Een van de centrale vragen is of de reacties op verschillende veranderingen positief of negatief samenhangen of dat ze onafhankelijk van elkaar optreden," zegt prof. dr. med. Martin Wahl, marien bioloog bij GEOMAR.

Biologen van GEOMAR en de Universiteit van Rostock hebben nu een studie gepubliceerd in het tijdschrift Scientific Reports, waaruit voor het eerst blijkt dat aanpassingen aan verschillende genetische veranderingen gekoppeld zijn aan één belangrijke soort in kustecosystemen, het blaaswier Fucus vesiculosus. "Dit kan de reactie van de blaaswier op veranderingen zowel versnellen als blokkeren," legt professor Wahl, hoofdauteur van het onderzoek, uit.

Fucus vesiculosus is een bruinwier dat leeft op harde oppervlakken langs de kusten van de Noord-Atlantische Oceaan en in de Noord- en Oostzee. Net als andere algen speelt hij een belangrijke rol bij de binding van koolstof in de zee. Het vormt ook de basis van het ecosysteem aan de respectieve kusten. In de Oostzee, maar ook in andere verspreidingsgebieden, zijn de bestanden van Fucus vesiculosus sinds het begin van de 21e eeuw sterk afgenomen. De precieze redenen hiervoor zijn nog niet definitief opgehelderd.

Voor hun studie gebruikten de onderzoekers een speciale testfaciliteit, Kiel Outdoor Benthocosms (KOB). Deze bestaat uit in totaal twaalf experimentele kamers waarin kustecosystemen op kleine schaal kunnen worden gesimuleerd. Dankzij complexe regeltechnologie kunnen verschillende omgevingsparameters worden gemanipuleerd. Omdat de KOB's op een ponton in de binnenfjord van Kiel liggen en direct worden gevoed met water uit de fjord, benaderen de milieuomstandigheden in de experimentele reservoirs de natuur heel dicht.

In de experimentele kamers stelde het team over een periode van 12 maanden genetisch verschillende families blaaswrapen bloot aan verhoogde kooldioxide-omstandigheden, wat resulteerde in lagere pH-waarden in het water, warmtefasen, verhoogde toevoer van voedingsstoffen en perioden met lage zuurstofniveaus.

De reacties op de verschillende veranderingen hielden duidelijk verband met elkaar. Bijvoorbeeld, families die een lagere pH verdroegen, konden opwarming en hogere voedingsstoffenniveaus verdragen - en omgekeerd. Tegelijkertijd waren deze families veel gevoeliger voor zuurstofgebrek. "In de natuur zou dit kunnen betekenen dat een blaaswierpopulatie die zich heeft aangepast aan overbemesting en zomerse hitte, in de herfst bijzonder zwaar beschadigd of volledig vernietigd wordt door opwaartse druk van zuurstofloos water uit de diepte," legt Martin Wahl uit.

Al met al heeft het team niet alleen het eerste bewijs gevonden dat reacties op verschillende symptomen van wereldwijde verandering gekoppeld kunnen zijn. "Het onderzoek laat ook zien dat we in de toekomst nog steeds onderzoek nodig hebben dat de reacties van organismen op meerdere milieuveranderingen of veranderingen in de tijd bestudeert. Anders wordt het moeilijk om betrouwbare uitspraken te doen over de toekomstige ontwikkeling van ecosystemen in zee", legt professor Wahl uit.