Koralen zaaien

Nieuwe aanpak maakt koraalrifrestoratie op grote schaal mogelijk

3 januari 2018

Door het verontrustende wereldwijde verlies van koraalriffen zijn wetenschappers en natuurbeschermers begonnen het herstel van koraalriffen een handje te helpen door middel van actieve restauratie. Een nieuwe innovatie om koraallarven te zaaien op afstervende koraalriffen heeft de potentie om koraalriffen op grote schaal te restaureren en het gebruik van dure en tijdrovende methoden beperken. Dit blijkt uit onderzoek van een team internationale onderzoekers, waaronder Valérie Chamberland en Mark Vermeij van het Instituut voor Biodiversiteit en Ecosysteem Dynamica (IBED) van de UvA. De resultaten zijn recent gepubliceerd in het wetenschappelijk tijdschrift Scientific Reports.

Restauratie van gedegradeerde koraalriffen moet de koraalbedekking toe laten nemen en daarmee de leefgebieden te vergroten. Tot nu toe werd de restauratie met de hand uitgevoerd door duikers, die elk stukje koraal of elke koraallarve apart moesten vastzetten. Dit is zeer kostbaar en tijdrovend werk. Het transplanteren van 10.000 individuele koralen kost enkele honderden tot duizenden manuren per hectare. Dit terwijl koraalrifdegradatie plaatsvindt op een oppervlakte van honderd tot duizenden vierkante kilometers.

‘Als we restoratie een betekenisvolle rol willen geven in de bescherming van koraalriffen moeten we nadenken over een nieuwe aanpak. De door ons voorgestelde zaaimethode is een belangrijke stap in de richting, omdat we daarmee een groot aantal koralen in korte tijd kunnen verwerken, en tegen aanzienlijk lagere kosten,’ zegt dr. Dirk Petersen, projectleider en directeur van SECORE International, een natuurbeschermingsorganisatie voor de bescherming en restauratie van koraalriffen waar een aantal van de betrokken onderzoekers werkzaam zijn. 

Een zaai-unit met in het midden een Colpophyllia natans. Foto: SECORE International / Valérie Chamberland

Koraallarven zaaien

Met de nieuwe zaaimethode worden koraallarven gezaaid op een speciaal ontworpen substraat dat zichzelf stabiliseert en aan het koraal hecht via natuurlijke processen. Na een aantal weken tot maanden worden deze zogenoemde ‘zaai-units’ (het substraat samen met de initiële koraalpoliepen) gezaaid op het koraalrif door ze simpelweg in spleten te steken. ‘Het zaaien van hetzelfde aantal koralen zou nu kunnen worden gerealiseerd in minder dan 50 manuren, dit bespaart 90% van de tijd. Daarbij kunnen de materiaalkosten worden beperkt tot een derde, wat grote voordelen heeft voor het toekomstige restauratiewerk,’ zegt dr. Margeret Miller, onderzoeksdirecteur van SECORE International.

Valérie Chamberland, promovendus aan het Instituut voor Biodiversiteit en Ecosysteem Dynamica. Foto: SECORE International

Seksuele koraalreproductie en genetische diversiteit

Het onderzoeksteam verzamelde koraallarven op Curaçao die werden verspreid door koloniën van het zogenoemde ‘golfbal’-koraal (Favia fragum). ‘Kort na het verzamelen werden de koraallarven geplaatst op een speciaal ontworpen tetrapod-vormig substraat  gemaakt van cement,’ vertelt Valérie Chamberland, zij leidde het veldonderzoek op Curaçao als onderdeel van haar promotieonderzoek  bij het Instituut voor Biodiversiteit en Ecosysteemdynamica aan de UvA.

Door te werken met koralen die seksueel voortplanten blijft de genetische diversiteit in stand. Verschillende combinaties van genen, zogenoemde genotypen, ontstaan binnen de populatie door recombinatie – het herschikken van genetische oudereigenschappen onder de nakomelingen. Nieuwe genetische combinaties zorgen ervoor dat sommige nakomelingen worden uitgerust met eigenschappen die beter bestand zijn tegen de huidige en toekomstige omstandigheden dan hun ouders. ‘Dit is van levensbelang voor iedere koraalsoort met het licht op klimaatverandering. Op deze manier kunnen we bijvoorbeeld koralen krijgen die beter bestand zijn tegen opwarming van het water,’ vertelt Petersen.

Zaai-units klaar om uitgezaaid te worden door het onderzoeksteam bij CARMABI Marine Research Station in Curacao. Foto: SECORE International / Kelly Latjinhouwers

Overlevingskansen zaai-units

Na drie weken waren de koraallarven op de zaai-units veranderd in initiële koraalpoliepen en werden de zaai-units gezaaid op het koraalrif tegenover het Curaçao Sea Aquarium. ‘De speciale vorm van de tetrapod substraten zorgt ervoor dat we de substraten makkelijk in de natuurlijke spleten van het koraalrif kunnen steken. De meeste zaai-units waren binnen enkele weken stabiel, ze zaten vast in spleten of waren natuurlijk gelijmd op het koraalrif. Na een jaar werd meer dan de helft van de zaai-units teruggevonden met nog ten minste één koraal, iets wat nodig is voor een succesvolle restauratie,’ legt Chamberland uit.

Het ontwerp van het substraat bevordert niet alleen de bevestiging aan het koraalrif,  maar moet ook de de overleving van het geplaatste koraal bevorderen. ‘Doordat de zaai-unit verschillende oppervlakten en geïntegreerde groeven heeft, ontstaan allerlei minuscule leefgebiedjes, zogenoemde micro-habitats. Op deze manier worden jonge en fragiele koralen beter beschermd tegen competitie en predatie dan wanneer koraallarven zich direct op het koraalrif zouden vestigen. Dit is cruciaal, aangezien onze resultaten laten zien dat de eerste levensfases na plaatsing de bottleneck vormen voor het overleven van jonge koralen,’ zegt Petersen.

Verbetering van de zaaimethode

Het onderzoeksteam is nu bezig de zaaimethode verder te verbeteren. Zo wordt het substraat-ontwerp verder verbeterd om de overleving en groei van het vestigende koraal te verbeteren en verschillende typen koraalrif te restaureren. Ook wordt er gekeken hoe het zaaien van koraal op grotere schaal plaats kan vinden. Het verwerken van 50.000 tot 100.000 substraten in een gebied binnen één seizoen, brengt grote logistieke uitdagingen met zich mee. ‘Op het moment zijn we bezig om te kijken of we de substraten op grote schaal geproduceerd kunnen worden’, zegt Dirk Petersen. ‘Als we in staat zijn om onze nieuwe zaaimethode te combineren met het effectiever opkweken van koraallarven worden de kosten van koraalrifrestauratie vergelijkbaar met die van bestaande mangrove of zoutmoerassen.’

Publicatiegegevens

Valérie F Chamberland, Dirk Petersen, James R Guest, Udo Petersen, Mike Brittsan, Mark JA Vermeij: ‘New Seeding Approach Reduces Costs and Time to Outplant Sexually Propagated Corals for Reef Restoration’ in: Scientific Reports. doi:10.1038/s41598-017-17555-z

Gepubliceerd door  UvA Persvoorlichting