Bleaching Biology

Levendig koraalrif in Palau, Micronesië. Foto © Ian Shive

Verhoogde zeewatertemperaturen in combinatie met sterk zonlicht veroorzaken thermische stress bij koralen. Deze stress kan verstoring van de normale fotosynthetische processen in de zooxanthellae van het koraal veroorzaken, wat leidt tot koraalbleking.

illustratie, gezond tot dood koraal, van GBRMPA

Bron: Great Barrier Reef Marine Park Authority (GBRMPA)

De rol van temperatuur en licht

De hoofdtrigger van grootschalige bleekgebeurtenissen is een toename van de watertemperatuur boven het normale zomermaximum. Bij hogere temperaturen wordt het fotosynthesesysteem van zooxanthellae gemakkelijk overweldigd door binnenkomend licht leidend tot de productie van reactieve zuurstofsoorten. Deze zijn een bron van oxidatieve stress in het koraalweefsel, waardoor het koraal zoöxanthellae uitdrijft om verdere weefselbeschadiging te voorkomen. Hoewel verhoogde temperaturen de oorzaak zijn van bleking, is licht ook een belangrijke factor. Verhoogde bestraling kan het blekingsrisico verergeren, terwijl koralen die gedeeltelijk overschaduwd zijn, hogere temperaturen kunnen verdragen voor het bleken.

Herstel van bleken

Zooxanthellae is de naam die wordt gegeven aan een breed scala van verschillende algen van het geslacht Symbiodinium. Deze zooxanthellen zijn allemaal heel verschillend, maar delen dezelfde bolvorm die hen in staat stelt om in koralen en vele andere tropische zeedieren in wederzijds voordelige relaties te leven. Naast harde koralen worden zooxanthellae ook aangetroffen in soorten zachte koralen, zee-anemonen, gorgonen, reuzenschelpen (Tridacna spp.) En veel naaktslakken. De zooxanthellae fixeert de zonne-energie van de zon, ten gunste van zichzelf en de dieren waarin ze leven en ontvangt op zijn beurt een veilige haven en wisselt metabole producten uit in een opmerkelijk efficiënte onderlinge relatie. Deze relatie bestaat al meer dan 200 miljoen jaar en is een van de belangrijkste voor het bestaan ​​van koraalriffen. Foto © M. Takabayashi

Zooxanthellae is de naam die wordt gegeven aan een breed scala van verschillende algen van het geslacht Symbiodinium. Deze zooxanthellen zijn allemaal heel verschillend, maar delen dezelfde bolvorm die hen in staat stelt om in koralen en vele andere tropische zeedieren in wederzijds voordelige relaties te leven. Foto © M. Takabayashi

Zonder de zooxanthellae om hun metabolische processen te ondersteunen, beginnen koralen te verhongeren. Als de watertemperatuur snel genoeg terugkeert naar normale omstandigheden, kunnen koralen een bleekgebeuren overleven. Waar bleken niet te ernstig is, kunnen de zooxanthellae opnieuw bevolken van de kleine aantallen die achterblijven in het koraalweefsel, waardoor het koraal in een periode van weken tot maanden terugkeert naar de normale kleur. Sommige koralen, zoals veel vertakte koralen, kunnen niet overleven voor meer dan 10-dagen zonder zooxanthellae. Anderen, zoals sommige massieve koralen, zijn capabel heterotrophs en kan weken of zelfs maanden in een gebleekte toestand overleven door zich te voeden met plankton. Zelfs koralen die overleven, zullen waarschijnlijk minder groeisnelheid, verminderde reproductiecapaciteit en verhoogde vatbaarheid voor ziekten hebben.

Variaties in bleekgevoeligheid

Koralen variëren in hun gevoeligheid voor bleken. Consequent patronen van gevoeligheid kunnen worden waargenomen bij koraalsoorten, met een algemene trend van hogere vatbaarheid in meer complexe, vertakkende vormen en lagere gevoeligheid bij massieve soorten, vooral die met vlezige poliepen.

Koralen kunnen ook een grotere tolerantie voor bleachenspanningen verkrijgen als ze dat wel zijn constant blootgesteld aan hogere temperaturen of hogere instraling. Koralen op rifflora bijvoorbeeld, kunnen vaak veel hogere watertemperaturen verdragen dan kolonies van dezelfde soort die rifhellingen bewonen.

Het type zooxanthellae kan ook de ontvankelijkheid van bleking beïnvloeden. Er zijn op zijn minst negen groepen (zogeheten clades) van zoöxanthellen die momenteel worden herkend, en binnen deze groepen kunnen veel soorten voorkomen. Zooxanthellae clades variëren in hun vermogen om verhoogde temperaturen te verdragen, en sommige koralen hebben hittebestendige cladesen zijn daarom beter bestand tegen bleken. Koralen met hittebestendige clades hebben de neiging om langzamer te groeien, waardoor evolutionaire wisselwerkingen ontstaan ​​in de symbiotische relatie die een verscheidenheid aan clade-koraalrelaties onderhoudt.

Video: hittebestendige Zooxanthellae (2: 56)

Andrew Baker bespreekt hittebestendige zooxanthellae.