© A coral reef under normal pH conditions in the research area in Papua New Guinea. Photo taken from Fabricius, K. E. et al .: Losers and winners in coral reefs acclimatized to elevated carbon dioxide concentrations. Nat. Clim. Chang. 1, 165-169 (2011).
© Map of the research area with sampling locations and pH gradient. Graphic taken from Fabricius, K. E. et al .: Losers and winners in coral reefs acclimatized to elevated carbon dioxide concentrations. Nat. Clim. Chang. 1, 165-169 (2011).
Kunnen koralen zich handhaven tegen dalende pH-waarden?
August 8, 2016
GEOMAR wetenschappers onderzoeken interne pH-waarden van koralen in Papoea-Nieuw-Guinea
Tropische koralen van het geslacht Porites hebben het vermogen om hun interne pH-waarden aan te passen, zodat ze calciumcarbonaat produceren en groeien onder omstandigheden van verhoogde kooldioxideconcentraties, zelfs gedurende lange perioden. Om deze pH-regeling beter te begrijpen, analyseerden GEOMAR-onderzoekers monsters van dit koraal dat al tientallen jaren in natuurlijke kooldioxidebronnen in Papoea-Nieuw-Guinea voorkomt.
Als de oceanen de door de mens geproduceerde kooldioxide uit de atmosfeer absorberen, daalt de pH-waarde. Deze verandering in de chemie van de oceaan heeft een effect op tropische koraalriffen dat kan worden gemeten in het laboratorium of in kortdurende veldexperimenten. Onderzoekers van GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel onderzochten koralen van het geslacht Porites die groeien bij de vulkanische kooldioxideopeningen in Papoea-Nieuw-Guinea, waar ze een slapende soort zijn geworden.
Het team stond onder leiding van Dr. Marlene Wall, een mariene biologe bij GEOMAR. Ze zei dat het erg moeilijk was om te voorspellen of tropische koralen de wereldwijde klimaatverandering zouden overleven, omdat ze erg gevoelig zijn voor een stijging van de watertemperatuur, oceaanverzuring en vervuiling. Ze voegde er in het Duits aan toe dat "de natuurlijke kooldioxideopeningen ons de mogelijkheid bieden om het scenario van de toekomst te bestuderen. Eerdere studies hebben aangetoond dat Porites tot de winnaars behoort. Maar tot nu toe wist niemand hoe ze zich redden."
De tropische harde koralen houden hun interne pH op een niveau waarop ze calciumcarbonaat kunnen produceren en kunnen blijven groeien ondanks de hogere kooldioxideconcentraties en verlaagde pH-waarden in het water. Dit geeft ze een belangrijk voordeel ten opzichte van veel andere soorten koralen, waardoor ze zich onder extreme omstandigheden kunnen vestigen. Op basis van hun waarnemingen zei Dr. Wall dat pH-regulatie een sleutelfactor was als het ging om overleven onder omstandigheden van verlaagde pH-waarden.
Het team gebruikte de boorisotopenmethode om een beter inzicht te krijgen in de pH-regeling. Er werd een laser gericht op de skeletten van koralen en het materiaal dat loskwam werd geanalyseerd in een massaspectrometer. De onderzoekers verkregen informatie over de interne pH van het koraal door de isotopische samenstelling van het boor in het skelet te onderzoeken. "Deze methode geeft ons nieuwe inzichten en maakt conclusies mogelijk over de fysiologie van het koraalskelet op het moment van verkalking," zei Dr. Jan Fietzke, natuurkundige bij GEOMAR en co-auteur van het onderzoek, dat is gepubliceerd in het tijdschrift Scientific Reports.
Dr. Fietzke onderzocht het skelet dat enkele dagen tot weken voor de monstername was gevormd. Door ze te vergelijken met de pH-waarden in het omringende water, kon het team aantonen dat de boorisotopen de interne pH van het koraal weerspiegelden en dat deze verschilde van de pH van de omgeving - wat betekent dat er inderdaad pH-regulatie had plaatsgevonden. Op basis hiervan worden op dit moment de koraalkernen van tientallen jaren oud geanalyseerd om te ontdekken wanneer en hoe snel ze zich hebben aangepast.
Tijdens het onderzoek werd ontdekt dat de Porites-koralen in staat waren om hun pH-waarden tientallen jaren te handhaven en zo de effecten van klimaatverandering tegen te gaan. Deze pH-regeling is echter maar tot op zekere hoogte mogelijk. Volgens Dr. Wall zouden verkalking en groei afnemen als de kooldioxideconcentraties de voorspelde niveaus voor 2100 zouden overschrijden, waardoor deze koralen hun fysiologische grenzen zouden bereiken.
Link naar studie:
http://www.nature.com/articles/srep30688