Koralen kweken langs de Riviera Maya

March 6, 2017 Een uniek project heeft zijn hoofdkwartier in Puerto Morelos: wetenschappers, aquarianen, lokale belanghebbenden en autoriteiten werken samen om de afnemende koraalriffen in Mexico te herstellen. De belangrijkste focus is het ontwikkelen, testen en toepassen van methoden voor herstel op grotere schaal met behulp van seksueel geproduceerde nakomelingen van koralen. De eerste successen zijn veelbelovend, maar er is nog veel te doen! Ooit floreerden de koraalriffen langs de Riviera Maya. Het zijn zeer diverse en productieve ecosystemen die essentieel zijn voor de bescherming van de kust, het leveren van economische goederen en het aantrekken van toeristen. De afgelopen decennia heeft een reeks orkanen, ziektes en verbleking hun tol geëist onder riffen in het hele Caribische gebied. Heb je ooit een Caribisch elandhoornkoraal gezien tijdens het duiken? Het is absoluut adembenemend; een majestueus koraal, op de een of andere manier archaïsch met zijn palmvormige takken terwijl het de vaak zware golven in ondiep water trotseert. Ooit domineerde het ondiepe rifhabitats in het hele Caribische gebied - hoe dit eruit moet hebben gezien - maar tegenwoordig zijn er niet veel meer over. Veel koraalriffen zijn veranderd van steenkoralen - de bouwers van het rif - naar plekken waar de koraalbedekking laag is en macroalgen, sponzen en zacht koraal groeien. Dit proces heet ' faseverschuiving'. Verder onder druk door overbevissing, vervuiling en stijgende zeewatertemperatuur, produceren sommige koralen geen nakomelingen meer. Zonder koralen zullen riffen en hun bewoners binnen enkele tientallen jaren verdwijnen. In de Reef Systems Academic Unit ( UASA), een satellietcampus van de Universidad Nacional Autonoma de Mexico (UNAM) in Puerto Morelos, bevindt zich het hoofdkwartier van een uniek project. Partners van verschillende instellingen, organisaties en overheden, nationaal en internationaal, werken samen om koraalriffen een toekomst te geven: Project Mexico. Dit proefproject heeft als doel te bestuderen hoe herstel op grotere schaal kan worden uitgevoerd door gebruik te maken van de seksuele voortplanting van koralen. Hoe het allemaal begon Sinds 2007 bestudeerden Dr. Anastazia 'Ania' Banaszak-een onderzoeksprofessor aan UNAMen haar team de voortplanting en het herstel van koralen aan de UASA, terwijl SECORE en partners op Curaçao werkten aan Project Cura çao om het opschalen van koraalherstel te bestuderen door gebruik te maken van seksueel voortgebrachte nakomelingen van koralen. Toen, op de International Coral Reef Conference in 2012, kwamen Ania en Dirk - Dr. Dirk Petersen, oprichter en uitvoerend directeur van SECORE - bij elkaar om de mogelijkheden te bespreken om de krachten te bundelen. De eerste taak van de nieuwe samenwerking was een gezamenlijke workshop over koraalherstel in Puerto Morelos in 2013 - de eerste, want sindsdien zijn er elk jaar workshops gehouden. Twee jaar later ging de workshop officieel van start met Ania als hoofd ter plaatse. "Het succes van ons project is gebaseerd op het feit dat we veel belangrijke samenwerkingsverbanden hebben", zegt Ania. "Naast SECORE werken we samen met aquariumprofessionals van Xcaret Eco Park, en ook met verschillende aquaria in de VS. Een nauwe samenwerkingspartner is de Nationale Autoriteit voor Natuurlijke Beschermde Gebieden ( CONANP) die nauw samenwerkt met de verschillende directeuren van de nabijgelegen Nationale Parken die koraalriffen hebben, zoals het Parque Nacional Arrecifes de Puerto Morelos. Wetenschappers doen onderzoek en werken samen in het kader van dit project." Koraal laten groeien Seksueel koraalherstel heeft een groot potentieel voor het opschalen van koraalherstel. Tijdens het paaien kan men enorme aantallen koraal rekruten verkrijgen - letterlijk miljoenen als er goed mee wordt omgegaan - die allemaal genetisch uniek zijn. Het begint allemaal met de magische nachten van het kuitschieten van koraleng: "We hebben met een aantal soorten gewerkt, maar onze belangrijkste focus ligt op één, uiterst belangrijke soort in ondiep water, Acropora palmata, het elkhorn koraal, dat tegenwoordig op de lijst van ernstig bedreigde soorten staat (IUCN, Red List of Threatened Species)", legt Ania uit. "Deze soort paait nog steeds goed, maar de natuurlijke aanwas is laag tot onbestaande. Daarom verzamelen we eitjes en sperma op het rif tijdens paainachten en bevruchten we ze in vitro op het onderzoeksschip. We kweken de embryo's en resulterende koraallarven totdat ze zich vestigen op speciaal geconditioneerde koraalsubstraten en babykoralen vormen". Makkelijker gezegd dan gedaan omdat Caribische Acropora vrij delicaat zijn om mee om te gaan, maar jarenlange ervaring zorgt voor succes. Onvoorziene tegenslagen kunnen echter altijd gebeuren: "Vorig jaar hadden we een ongebruikelijke uitbraak van ciliaten die zich tegoed deden aan de nieuwe aanwas. Anders zouden we veel meer nieuwe koralen hebben geproduceerd. Gelukkig waren we op tijd bij de uitbraak en konden we minstens de helft van de rekruten redden. Het heeft ons geleerd om waakzamer te zijn", zegt Ania. Als je werkt met seksuele voortplanting van koralen, kun je miljoenen koraallarven produceren die kunnen worden opgekweekt tot genetisch diverse koralen; genetische diversiteit wordt 'aan de kant' gehouden en natuurlijke selectie zou haar rol kunnen spelen afhankelijk van de heersende omstandigheden. Toch zijn er nieuwe kosteneffectieve en haalbare technieken nodig om zulke enorme hoeveelheden larven te kweken. Samen met Mark Schick ( Shedd Aquarium) en andere partners werden de zogenaamde 'pools' ontwikkeld. Het idee is om koraalembryo's te kweken in grote drijvende apparaten en ze te voorzien van vestigingssubstraten zodra de larven er klaar voor zijn. In de toekomst zouden zulke bassins kunnen worden aangemeerd aan een beschutte steiger of baai en kunnen koraalrekruten direct worden overgebracht naar de locatie waar ze worden uitgeplant, zonder dat er een laboratorium of kwekerij aan land nodig is. Het eerste prototype werd in 2015 getest in Mexico en de resultaten waren veelbelovend. Een herziene versie werd gebruikt bij het paaiwerk in 2016 in Mexico en op Curaçao. "In 2017 werken we met een verder verfijnde versie van 'pools' waarbij we meerdere replicaten gebruiken", zegt Ania. "In de toekomst zouden deze apparaten een relatief eenvoudige manier kunnen zijn om enorme hoeveelheden bevruchte eieren en geslachtsrijpe rekruten te hanteren zonder ze ooit aan te raken, wat veel behandelingstijd vervangt. We moeten technisch eenvoudige methoden ontwikkelen die kunnen worden toegepast op onze verschillende operatiesites." Koralen planten op grotere schaal Tot nu toe kost het individueel bevestigen van koraalfragmenten of substraten met seksuele rekruten een groot deel van de tijd en het geld dat wordt geïnvesteerd in koraalherstel. Samen met de algemene behandelingstijd en het vele schoonmaken tijdens de kweekperioden, beperkt dit het aantal koralen dat kan worden gebruikt bij de huidige herstelinspanningen. Dus hoe kun je meer koraal uitplanten met minder moeite? "De substraten die we gebruiken zijn recentelijk ontwikkeld door SECORE en hebben een tetrapod vorm, zodat ze gemakkelijker aan het rif kunnen worden verankerd zonder dat er lijm of cement aan te pas komt", legt Sergio Guendulain uit, die als technicus met Ania samenwerkt in Project Mexico. "Bovendien conditioneren we de tegels in de oceaan om de substraten aantrekkelijk te maken voor de larven. Dit proces duurt ongeveer twee maanden en zorgt voor de groei van biofilm en koraalalgen die de larven aanzetten om zich te vestigen." "We vervoeren de substraten naar de uitplantlocaties in Puerto Morelos, Sian Kaan en Xcalak en plaatsen de substraten in de natuurlijke hoekjes en spleten in het rif", zegt Ania. "Maar het is eigenlijk ingewikkelder. In 2015 lag het grootste deel van de substraten opgestapeld in kratten in de bassins van Xcarets faciliteiten. We moesten dus met een vrachtwagen naar Xcaret om de substraten in met water gevulde containers te laden en de reis van 250 kilometer naar het zuiden naar de locatie te maken. Alle transporten vonden 's nachts plaats om het effect van de temperatuur op de koralen te beperken, omdat al dit werk in de zomer wordt gedaan. Zodra we aankwamen op het strand dat het dichtst bij de uitplantlocatie lag, werden de containers op een boot geladen om het zaaien te doen voordat de zon hoog stond en de temperatuur te hoog werd." Koralen uitzaaien is geen werk voor laatkomers! In 2016 was het uitplantproces vergelijkbaar, maar de nieuwe koralen werden alleen uitgezaaid op de riflocatie in het Puerto Morelos Reef National Park; het is een aangetaste locatie waar nog enkele kolonies Acropora palmata groeien. "Het weer was dit jaar een echte uitdaging", zegt Ania, "veel ruw weer en regen beperkten ons echt en hadden invloed op de rekruten. Geplande monitoringduiken moesten vaak meerdere keren worden verzet. Logistiek is soms ook een uitdaging, bijvoorbeeld om de zware kratten met de substraten en het water te verplaatsen als ze aan hun reis naar het rif beginnen. Maar gelukkig is mijn dreamteam een fantastische en zeer ervaren groep; samen gaan we alle uitdagingen aan." "Dit jaar wil ik proberen om de koraalsubstraten een tijdje in kweekkamers te plaatsen totdat de rekruten gevestigd zijn en ze dan over te brengen naar het rif in plaats van ze direct op zeer jonge leeftijd te zaaien", zegt Ania. "Dit komt omdat we veel macroalgengroei en aanwijzingen van predatie zien. Als ze wat ouder zijn wanneer we ze uitzetten op het rif, hebben we misschien hogere overlevingspercentages. We zullen ook proberen om ze in verschillende rifdegradaties te zaaien om te zien hoe dit de overleving van de koralen beïnvloedt." Het succes van koraalherstel monitoren Om te evalueren of de toegepaste methoden werken, moet elk koraalsubstraat en elke koraalaanwas daarop worden opgespoord en gemonitord; elke verandering en elk verlies moet worden gedocumenteerd. En het monitoren van de overleving van uitgezette koralen brengt nog een andere uitdaging met zich mee: de substraten zijn letterlijk zo moeilijk te zien dat het lastig is om ze te vinden. Na een tijdje gaan de substraten op in de rifstructuur en worden ze onzichtbaar voor het blote oog, terwijl de koralen de substraten overwoekeren en zich vasthechten aan het rif. "We gebruiken bandtranssecten en we weten hoeveel substraten we per vierkante meter hebben gezaaid", zegt Sergio. "Dus als we de monitoring doen, zorgen we ervoor dat we het op precies dezelfde plek doen en in principe zoeken we naar elk substraat. Als je dat niet doet en alleen maar rondzwemt, is het heel moeilijk om ze terug te vinden." Daarom werd elke locatie gegeorefereerd voordat de nieuwe koralen op het rif werden geplaatst en werden er onderzoekslijnen uitgezet om elke tegel in kaart te brengen en om na verloop van tijd onderzoeken te kunnen doen. Over het algemeen worden er vier tot vijf tegels per m² uitgezet. In 2015 werden 500 koraalsubstraten uitgezet en regelmatig gecontroleerd. "Na twee maanden vonden we 73% van de tegels en na acht maanden vonden we 27% van de tegels; of ongeveer één tegel per m², waar we naar streefden", zegt Ania. "Op dit punt is het moeilijker om te controleren, omdat de tegels volledig zijn opgenomen in het omringende substraat en veel tegels niet meer konden worden teruggevonden. Na een jaar zaten er nog maar op negen van de teruggevonden substraten rekruten. Ons laatste onderzoek was in de tweede week van december en alle negen zijn gezond en aan het groeien. In oktober en november waren sommige een beetje bleek door een massale bleking in het rif van Puerto Morelos, maar ze hebben het allemaal overleefd en zien er weer gezond uit. De waarschijnlijke oorzaak waarom zo weinig rekruten het overleefden is de enorme Sargassumbloei die we in het gebied hadden en die de waterkwaliteit meer dan een jaar lang beïnvloedde. Dicht bij de kust werd het water anoxisch, wat natuurlijk van invloed is op de overleving van de jonge koralen na de vestiging." De Sargassum bloei van 2015 lijkt misschien een soort willekeurige, catastrofale gebeurtenis; catastrofaal was het ook, maar het was naar alle waarschijnlijkheid ook door de mens veroorzaakt en de bloei verspreidde zich wijd in het Caribisch gebied. Deze 'Sargassum bloeireeks' begon al in 2011 en de laatste bloei vond tot nu toe plaats in 2015. De redenen voor deze bloeireeks zijn gecompliceerd, maar het meest waarschijnlijke scenario is een combinatie van factoren zoals verhoogde niveaus van voedingsstoffen en verhoogde zeewatertemperaturen die de groei van deze algen bevorderden en veranderde oceaanstromingen die ze transporteerden en ophoopten. Het koraalcohort van het paaiseizoen 2016 lijkt er beter mee om te gaan. Een vergelijkbaar aantal substraten werd uitgezet en na vier maanden was er op ten minste de helft van de tegels nog steeds minstens één nieuw koraal te vinden. Dit is heel goed, als je bedenkt dat sterfte na het uitzetten een nauw knelpunt is voor groeiende koralen en deel uitmaakt van de natuurlijke selectie voor de heersende omstandigheden. "Daarom is onze strategie om er zoveel uit te planten in de hoop dat er een paar het zullen redden", legt Ania uit. "Natuurlijk zijn we ook bezig om te proberen de overleving na vestiging drastisch te verbeteren." Verspreid het woord: educatie en voorlichting Sinds 2013 hebben Ania en haar team samen met SECORE en internationale aquariumprofessionals workshops gehouden voor lokale belanghebbenden, rifbeheerders en autoriteiten over de voortplanting en het herstel van koralen. Momenteel zijn de belangrijkste aquariumpartners de California Academy of Sciences en de Columbus Zoo and Aquarium ( CZA). Zo was senior aquariaan Aaron Jeskie (CZA) als organisator aanwezig bij de workshops van 2015 en 2016 en deelde hij zijn kennis over het houden van koralen en technische knowhow. Hij was ook degene die verantwoordelijk was voor het installeren van de testopstelling van de bassins. Tijdens de workshops wordt het paaiwerk in teams uitgevoerd in de laboratoria van UASA en Xcaret en worden kennis en praktische werkwijzen gedeeld. Alle handen zijn nodig tijdens de lange nachtdiensten van het paaiwerk. De jaarlijkse paaiworkshops worden aangevuld met cursussen voor studenten over de voortplanting van koralen en aanverwante thema's. In 2015 was er een bijzonder uitgebreide cursus 'From Coral Reproduction to Reef Restoration' en op veler verzoek werd deze in 2016 herhaald. Tijdens de cursussen leren de studenten elk jaar de theorie en krijgen ze de kans om deel te nemen aan het maken van paainetten en hands-on ervaring op te doen met de praktische kant van het paaiwerk bij UASA. Het voordeel is wederzijds: "Koraalherstel kan niet worden gedaan door een kleine groep milieuactivisten. We hebben veel mensen nodig die weten hoe de technieken werken en ons helpen", legt Ania uit. Vorig paaiseizoen sloot het filmteam van Reef Patrol zich aan bij de workshop. Samen produceren we een documentaire om het gezamenlijke werk in Mexico onder de aandacht te brengen - komt binnenkort! Je kunt een eerste glimp opvangen door de trailer ' De Mexicaanse Acropora palmata redden' te bekijken. Het werk is nog maar net begonnen... Koralen hebben te maken met de overkoepelende dreiging van stijgende zeewatertemperaturen en verzuring van de oceanen, veroorzaakt door de uitstoot van broeikasgassen door de mens, maar ook met lokale stressfactoren zoals vervuiling - bijvoorbeeld door het lozen van ongezuiverd rioolwater in onze oceanen, waardoor de waterkwaliteit aanzienlijk afneemt. "Het grootste probleem voor riffen is eigenlijk het menselijk gedrag", zegt María del Carmen García Rivas, directeur van het Puerto Morelos Reef National Park (CONANP). "We hebben heel weinig afvalwaterbeheer en bovendien is ons wettelijk kader niet erg streng en dus worden de riffen gevuld met organisch materiaal en neemt de algenbedekking toe. Aan de andere kant hebben we te maken met overbevissing en het verbruik van vis tijdens het gesloten seizoen. We passen de wet toe en wat we in principe willen is dat de koralen gezond zijn en dit proberen we te bereiken met milieueducatie, cursussen en metingen. We werken nauw samen met academische instellingen, vooral met de Nationale Autonome Universiteit van Mexico en hun Project Mexico aan de UASA, die we hier vlakbij hebben. Samen met andere instellingen doen zij al meer dan 30 jaar onderzoek naar dit rif, dus we houden de gezondheidstoestand van het rif nauwlettend in de gaten. We overleggen met hen en proberen de bevindingen toe te passen op ons beheer." "Mijn toekomstvisie van dit project is dat we een onderzoeks- en trainingscentrum worden voor het hele Caribische gebied en Latijns-Amerika", zegt Ania. "We hebben veel mensen nodig die werken aan het herstel van koraalriffen en het gebruik van seksueel koraalherstel om een hoge genetische diversiteit van koralen te behouden en ze te helpen alle klimaatveranderingen te overleven die ze de komende decennia zullen krijgen. Als we koraalriffen echt een toekomst willen geven, moeten we allemaal samenwerken en van veel verschillende kanten komen. Er is een gezegde dat zegt dat je een dorp nodig hebt om een kind op te voeden. Ik geloof dat er vele dorpen nodig zijn om de riffen te herstellen." Je kunt kennismaken met Ania in deze korte videoclip, de eerste van onze portrettenreeks van Reef Patrol waarin we de deskundigen van SECORE voorstellen - geniet ervan!