Harde koralen: Grenzen van aanpassing

August 9, 2019 Nieuw onderzoek naar koraalgroei in tijden van klimaatverandering

Koralen zijn al miljoenen jaren meesterbouwers van de zeeën. Met hun kalkskeletten creëren ze diverse rifstructuren. Het is bekend dat de verzuring van de oceaan, die toeneemt naarmate de klimaatverandering voortschrijdt, steeds meer invloed heeft op de groei van koralen. De vraag of en hoe koralen zich kunnen aanpassen aan de veranderingen is nu deels beantwoord door wetenschappers, die belangrijke nieuwe inzichten hebben gekregen in de regulatieprocessen van verkalking.

Koralen fascineren: kleine poliepen, die in de loop van hun leven kalk uit het zeewater halen en zo hun soms gigantische skeletten opbouwen. Klimaatverandering, met stijgende watertemperaturen en verzuring van de oceaan, verandert het koraalleven echter in een ongekend tempo. Of ze deze veranderingen kunnen bijhouden en zich kunnen aanpassen is een open vraag. Onderzoekers van het GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel en de Universiteit van Californië geven nu een deel van het antwoord met een onderzoek naar Porites astreoides steenkoralen, die natuurlijk leven bij een lage pH-waarde en een hoog gehalte aan opgeloste koolstof. De resultaten zijn nu gepubliceerd in het internationale tijdschrift Nature Communications.

Koralen hebben in miljoenen jaren grote veranderingen in het milieu meegemaakt en doorstaan. Hun skeletten zijn, net als de groeiringen van bomen, een ecologisch archief waarmee onderzoekers inzicht kunnen krijgen in voorbije tijden. Uit de kleinste verschillen in de chemische samenstelling van koraalskeletten kunnen conclusies worden getrokken over vroeger heersende milieuomstandigheden. Veel details over de besturingsprocessen van de skeletstructuur van koralen zijn echter nog niet bekend.

Om meer over deze processen te weten te komen, gebruikten de onderzoekers een natuurlijk laboratorium voor de Mexicaanse oostkust. Uit bijna cirkelvormige gaten in de zeebodem, zogenaamde Ojos, komt daar grondwater naar buiten. Dit is eerder opgelost in de ondergrond van het schiereiland Yucatan kalk. Het is zuurder in verhouding tot normaal zeewater, maar bevat meer opgeloste koolstof, wat lijkt op het zeewater van de toekomst.

Dankzij deze ongunstige omstandigheden heeft het steenkoraal Porites astreoides zich hier gevestigd. Het groeit langzamer dan zijn verwanten buiten de Ojos. "In tegenstelling tot koralen, die in laboratoriumexperimenten slechts enkele weken tot maanden aan zo'n zure omgeving worden blootgesteld, leven de koralen die wij bestuderen vanaf het begin onder zulke omstandigheden," zegt prof. dr. med. Adina Paytan van de University of California Santa Cruz, co-auteur van het onderzoek.

Voor het onderzoek werden monsters genomen van koralen die op verschillende afstanden van de Ojos leefden. Hierdoor konden de onderzoekers koralen van dezelfde soort bestuderen met variërende veranderingen in de zeewatersamenstelling.

Uit eerdere onderzoeken is bekend dat de verhouding tussen boor- en koolstofisotopen in de koraalkalksteen informatie geeft over de chemische eigenschappen van de verkalkende vloeistof op het moment van skeletvorming.

De onderzoeken toonden een vrijwel constante chemische samenstelling van alle monsters. "Hieruit kunnen we concluderen dat elke skeletpoliep een verkalkingsvloeistof produceert die grotendeels onafhankelijk is van de omstandigheden in het omringende zeewater," legt GEOMAR marien bioloog Dr.-Ing. Marlene Wall, eerste auteur van het onderzoek, uit, "maar zelfs kleine veranderingen in de twee onderzochte parameters kunnen van invloed zijn op de verkalking." Modellen voor koraalgroei op basis van chemische gegevens weerspiegelen de afname in groei die in het veld is gemeten. In een omgeving met een lagere pH moeten de koralen op de Ojos meer moeite doen om hun pH te verhogen tot het waargenomen niveau. Dit proces kost waarschijnlijk meer energie.