Rif-bouwende koralen van de ABC-eilanden: hoe zijn ze samengesteld, verspreid en onderling verbonden?

Koraalriffen behoren tot de meest diverse en productieve ecosystemen van de zee. In de tropische Caribische delen van het Nederlands Koninkrijk zijn de koraalriffen een hotspot voor biodiversiteit, rijk aan vele dieren en planten. De riffen zijn een trekpleister voor toeristen en bieden werkgelegenheid aan veel lokale bewoners. Hermatypische koralen, ook wel rif-bouwende koralen genoemd, zijn de basisbouwstenen van tropische koraalriffen. De groei van deze rif-bouwende koralen en de verspreiding van koraalriffen wordt sterk beïnvloed door hun omgeving.

Voortplanting van koralen

Hermatypische koralen kunnen zich ongeslachtelijk voortplanten. Hierbij produceren ze genetisch identieke klonen van zichzelf, wat leidt tot de productie van massieve skeletten die samen het kalkstenen raamwerk van tropische riffen vormen.

Koralen kunnen zich ook seksueel voortplanten. Door de bevruchting van mannelijke en vrouwelijke gameten (geslachtscellen) die verschillende ouderkolonies produceren, ontstaan nieuwe genetisch individuen. Nieuwe combinaties van erfelijke eigenschappen en kleine variaties in eigenschappen over vele generaties kunnen leiden tot aanpassingen waardoor koralen beter bestand zijn tegen stressfactoren zoals ziektes, verhoogde temperaturen en vervuiling.

Koralen kunnen zich op twee manieren seksueel voortplanten. Er zijn zogenaamde ‘broadcast spawners’ en ‘brooders’. Bij de ‘broadcast spawners’ laten de koralen tijdens een massaparing tegelijkertijd hun eicellen en sperma in het water los en vindt de bevruchting buiten de koralen plaats. Bij de ‘brooders’ is er een interne bevruchting en laten de koralen nageslacht als larven in de waterkolom.

Naast de seksuele reproductiemethode, stromingen en de kustzone beïnvloeden de afstand, richting en de verspreiding van de koraallarven uiteindelijk hoeveel koralen succesvol uitgroeien tot volwassen koralen. De succesvolle voortplanting, verbondenheid (de uitwisseling van koraallarven tussen riffen) en het uitgroeien tot volwassen koralen is fundamenteel voor de gezondheid en ontwikkeling van koraalriffen en de mariene organismen die hiervan afhankelijk zijn. De grote veranderingen in het milieu die zowel in het Caribisch gebied als wereldwijd plaatsvinden is aanzienlijk, en voor oplossingen is het nodig om te onderzoeken hoe koraalpopulaties met elkaar zijn verbonden. Ook is het belangrijk te begrijpen hoe de interactie tussen genotype (verzameling eigenschappen van de individuen die zijn geërfd van de ouders), omgeving en externe stressoren de verspreiding van koraallarven beïnvloedt. 

Wetenschappelijk onderzoek

Het doel van dit onderzoeksproject is om de ruimtelijke verspreiding van hermatypische koraalsoorten te koppelen aan de verbondenheid en samenstelling van de koraalgemeenschappen tussen de eilanden Aruba, Bonaire en Curaçao. Deze studie zal ook de mate van verspreiding van koraallarven door de twee verschillende vormen van seksuele voortplanting vergelijken tussen ‘brooders’ koralen zoals Porites astreoides en de ‘broadcast spawners’ hersenkoralen (P. strigosa en D. labyrinthiformis).

Om de verspreiding en verbondenheid van deze microscopische koraallarven over de zuidelijke Caribische Zee te onderzoeken, zullen de wetenschappers gebruikmaken van genetische methodes en analyses. Moleculaire hulpmiddelen zoals microsatellietmarkers zullen worden gebruikt om de genotypen van de onderzochte koralen te identificeren en te onderzoeken. Hierdoor kunnen de onderzoekers de relaties tussen de individuele koralen en de afstand die hen scheidt bepalen.

Dit onderzoek is onderdeel van het ‘Sustainable Island Solutions through Science, Technology, Engineering and Mathematics (SISSTEM)’ project aan de University of Aruba. Diana Melville is PhD-Kandidaat aan KU Leuven en University of Aruba en wordt begeleid door Drs. Eric Mijts, University of Aruba en Prof. Filip Volckaert, Laboratory of Biodiversity and Evolutionary Genomics, KU Leuven, België.

Onderzoeksvragen

De volgende onderzoeksvragen zullen aan de orde komen. Zijn koralen op de ABC-eilanden genetisch verwant aan elkaar? Welke populaties zijn de belangrijkste bron van nakomelingen? Wat is de rol van omgevingsfactoren en biologische eigenschappen bij het vormgeven van verbondenheid? Zijn koraalpopulaties aangepast aan de veranderende omgeving? 

ABC-eilanden

De drie eilanden, die relatief dicht bij elkaar liggen, bieden een uitstekende onderzoeksomgeving om factoren die verband houden met verspreiding door gedeelde hydrodynamische, ecologische en antropogene invloeden te vergelijken. Elk eiland heeft een specifieke benadering voor natuurbehoud gekozen met verschillende effecten op het kustecosysteem. De eilanden zijn afhankelijk van toerisme, visserij en de andere biologische diensten die koraalriffen bieden. De kwaliteit van deze diensten is echter afhankelijk van de gezondheid van de koraalriffen. Tot op heden is er geen onderzoek gedaan naar de genetische verbondenheid van koraalriffen in de regio. De bevindingen van deze studie zullen een solide wetenschappelijke basis bieden voor het beheer van kustgebieden in de regio, die als ecologisch en economisch belangrijk worden beschouwd. Dit project biedt unieke kansen om de verbondenheid in de ABC-regio te verkennen en te onthullen.

Tekst: Diana Melville, PhD kandidaat van KU Leuven en University of Aruba, Aruba in samenwerking met drs. Eric Mijts, University of Aruba, Aruba en Prof. Filip Volckaert, Laboratory of Biodiversity and Evolutionary Genomics, KU Leuven, België en Dutch Caribbean Nature Alliance
Foto’s: Tilo Kuhnast, Naturepics; Eric Mijts