Knutselen met koralen (voor het te laat is)

Technieken voor koraalherstel nemen een vogelvlucht, maar opwarming en andere stressoren ook. Is de strijd nog te winnen?

Wie deze zomer afreist naar de Cariben, Zuidoost-Azië of de oostkust van Afrika en met snorkel- of duikset te water gaat, heeft grote kans een beschadigd koraalrif te treffen. Het koraal wereldwijd lijdt onder verbleking als gevolg van de opwarmende zee, naast schade die wordt aangericht door overbevissing, destructieve visserijmethoden en vervuiling met nutriënten. Maar naast beschadigd koraal kan men ook zomaar een ‘boom’ met stukjes koraal aan touwtjes tegenkomen, of een drijvende kwekerij of kunstmatige structuren waarop nieuw koraal pronkt. Overal ter wereld worden namelijk pogingen gedaan het koraalrif te herstellen door koraal te kweken en terug te plaatsen.

Zo werkt sinds 2015 een team van Wageningen University & Research onder leiding van marien bioloog Ronald Osinga aan het herstel van koraalriffen voor de kust van Kenia. Kapotte stukken koraal die anders zouden afsterven, worden verzameld en in kweeksystemen opgekweekt. ‘Dat gaat veel sneller dan wanneer je de fragmenten direct op het rif terugzet’, legt Osinga uit. ‘Zodra ze groot en stevig genoeg zijn, planten we ze uit op het rif. Dan is de overlevingskans ongeveer 60 procent.’ Die opkweek gebeurt in zee, in kweekbomen. Daar profiteren de jonge koralen van stroming, licht en natuurlijke grazers die het koraal vrijhouden van algen. ‘In Kenia kunnen we zo op behoorlijke schaal werken: op het hoogtepunt hadden we zo’n twintigduizend koralen permanent in kweek’, aldus Osinga.

Het kweken en terugplaatsen van koraal gebeurt met slechts een beperkt aantal soorten. De nadruk ligt op snelgroeiende, vertakkende koraalsoorten en zogenoemde platformvormers. ‘Dat zijn de pioniers die een rif als eerste bevolken, ook in natuurlijke herstelprocessen,’ legt hij uit. ‘Die soorten bouwen snel biomassa op en creëren structuur, waardoor vissen en andere rifbewoners terugkomen.’ Het risico dat dit zorgt voor een onnatuurlijke samenstelling of een soortenarm rif acht Osinga beperkt. ‘In Kenia zagen we na een paar jaar al zeker tien andere langzaam groeiende soorten op onze structuren verschijnen.’ Wel waarschuwt Osinga voor genetische verarming: ‘Je moet voorkomen dat je met te weinig ouderdieren werkt. Daarom kweken we uit een brede genetische basis.’

Tijdens de jaarlijkse massale coral spawning geven koralen eitjes en spermacellen aan het water af.

Een andere methode om die diversiteit te waarborgen is seksuele kweek van koralen, het specialisme van Kelly Latijnhouwers, werkzaam bij de Amerikaanse organisatie Secore international (sexual coral reproduction). ‘Geslachtelijke voortplanting levert honderdduizenden tot miljoenen nieuwe genotypen per kweekevent op’, vertelt Latijnhouwers via een videoverbinding vanaf Curaçao, waar ze afgelopen acht jaar werkte voor Secore in samenwerking met de lokale organisatie Carmabi. ‘Op Curaçao wordt al meer dan dertig jaar onderzoek gedaan naar de timing van coral spawning, de settelprocessen en larvale ecologie van koralen. Tijdens de jaarlijkse massale coral spawning worden eitjes en spermacellen van de koralen opgevangen met speciale netten. Deze gameten worden samengebracht om bevruchting te verzekeren, wat op het rif niet meer zo vanzelfsprekend is doordat ouderkolonies door fragmentatie ver uit elkaar liggen. Door alles samen te brengen, bereiken we bevruchtingspercentages van 80 tot 100 procent’, zegt Latijnhouwers.

Dat gebeurde eerst in het lab, maar nu in drijvende kweekinstallatie in zee. ‘Je hebt geen lab meer nodig, alleen een rif en de zee. De kwekerijen zijn compact genoeg om door twee mensen te worden opgezet, en kunnen duizenden tegeltjes met larven bevatten.’ De tegeltjes met babykoralen worden daarna uitgezet op het rif. Met deze geslachtelijke voortplanting weten Secore en haar partnerorganisaties in de Cariben al een stuk meer soorten terug te brengen dan met het opkweken van fragmenten. ‘We werken inmiddels met meer dan twintig soorten, uit alle zones van het rif,’ aldus Latijnhouwers. Dat varieert van ondiepe Acropora -soorten tot massieve, traag groeiende koraalsoorten van de dieper gelegen rifhellingen. Door met representanten van elke functionele groep te werken, kunnen we de essentiële functies van het rif herstellen.’

‘De kwekerijen zijn compact genoeg om door twee mensen te worden opgezet’

Op veel plekken in de wereld wordt vooral gekweekt met koraalsoorten en genotypen die goed warme periodes kunnen doorstaan. Zo zou een klimaatproof rif kunnen ontstaan. Bij Secore doen ze dit nog niet. ‘Selecteer je alleen op hittebestendigheid, dan loop je het gevaar resistentie tegen ziektes of andere stressoren te verliezen. Daarom kiezen wij voor maximale variatie, zodat de natuur zelf kan selecteren op wat nodig is’, verklaart Latijnhouwers. Bovendien vindt nu al natuurlijke selectieplaats. ‘De koralen die nu nog spawnen zijn per definitie de overlevers van recente hittegolven en ziektes.’

De opwarming van de zee is momenteel een van de grootste belemmeringen voor koraalherstel. In Kenia had Wageningen UR grote successen geboekt, maar vorig jaar ging het mis. ‘We hebben daar inmiddels een veld van ruim een halve hectare gerestaureerd. Maar vorig jaar trof een hittegolf de regio en stierf maar liefst 80 procent van de geplaatste koralen, net als op de natuurlijke riffen. Eén grote ravage’, aldus Osinga. Osinga ziet juist wel iets in ontwikkeling van een hittebestendig koraalrif, maar richt zich dan niet op het koraal, maar op de algen waarmee het dier in symbiose leeft. ‘Juist die algen zijn de zwakke schakel. Als de fotosynthese in deze algen niet meer werkt door hitte, sterft het koraal,’ legt Osinga uit. In Australië zijn al successen geboekt met algen die in het lab werden veredeld voor fotosynthese bij hogere temperaturen. ‘Koralen die deze nieuwe algen kregen, konden beter tegen hitte. Die richting willen wij ook op.’ Deze techniek werkt mogelijk ook direct in het veld. ‘In theorie kun je dus grote hoeveelheden aangepaste algen over een rif verspreiden – bijvoorbeeld met een blusvliegtuig – om gebleekte koralen nieuwe symbionten te geven.’ Zou aanpassing van de algen met gebruik van Crispr-Cas geen veel efficiëntere methode zijn? ‘Zeker, dat wordt in het lab ook wel gedaan. Maar er zijn ethische en ecologische bezwaren en de publieke opinie is er nog niet klaar voor. Daarom richt ik me eerst op veredeling.’

Dit biedt hoop, maar het is tijdelijk. ‘Uiteindelijk moeten we wel iets aan de opwarming gaan doen. Als het water straks 33 graden wordt, en dat gaat gebeuren, dan gaan ook deze overlevers eraan’, aldus Osinga. Is het koraal daarna nog te redden? ‘Deels. Ik denk dat we riffen kunnen bewaren op plekken die nog niet extreem warm worden. En we kunnen genetisch divers materiaal veiligstellen voor later. Maar het zal schraler worden. Minder soorten, minder oppervlak, misschien maar 10 procent van wat we hadden.’ Toch is hij niet pessimistisch. ‘Ik verwacht dat we over tien jaar technologie hebben om CO₂ uit de lucht te halen. Dat zal de klassieke koraalhersteltechnieken weer zinvol maken.’ Wel waarschuwt hij voor gemakzucht. ‘Als je zegt: ‘het komt vanzelf goed door technologie’, dan doen mensen niks meer. Maar je moet ook hoop bieden, anders raken mensen apathisch. Ik probeer ook mijn studenten zoveel mogelijk hoopvol te houden, waarom zouden ze anders nog studeren?’

Klimaatverandering is niet het enige wat aandacht vraagt. Op de Nederlandse Caribische eilanden spelen nu urgentere zaken die het koraal bedreigen. ‘Overbevissing, kustontwikkeling, vervuiling’, somt Latijnhouwers op. ‘Door nutriënten in het water groeien algen explosief. Tegelijk zijn de populaties grazende vissen en zee-egels ingestort door visserij en ziekte. Dat maakt het rif een onneembare vesting voor nieuwe koraallarven.’ Ook aan die grazers wordt in verschillende projecten gewerkt (zie kader). Maar dat is niet voldoende. ‘Als de overheden in de Cariben die andere zaken niet aanpakken, is het allemaal vrij zinloos. Want wat koralen ziek maakte of doodde, zal dat ook doen met de nieuwe aanplant.’ Het is een van de redenen waarom Latijnhouwers op het punt staat haar huidige werkgever te verlaten en zich helemaal te storten op haar initiatief op Curaçao. ‘We ontwikkelen bij Secore heel mooie dingen, maar ondertussen zie ik het rif op mijn eigen eiland achteruitgaan. Ik wil alle organisaties die hier met herstel bezig zijn meer laten samenwerken en de gemeenschap er meer bij betrekken. Hopelijk kunnen we dan aan echt blijvend herstel gaan werken.’

Om koraalherstel in de Cariben succesvol te maken moet ook iets gedaan worden aan de algengroei die koralen overwoekert. Dat vraagt herstel van de grazers die het op de algen voorzien hebben. Die zijn er namelijk veel te weinig, weet Alwin Hylkema van Van Hall Larenstein en Wageningen UR. ‘Met name de aantallen zee-egels zijn veel te laag’, vertelt Hylkema, die werkt vanaf het bovenwindse eiland Saba. Van nature komt de zwarte zee-egel ( Diadema antillarum ) hier in grote dichtheden voor, maar in de jaren tachtig is de populatie door onbekende oorzaak helemaal weggevaagd. ‘Het gevolg is dat op plekken waar koraal dood gaat door bijvoorbeeld een hittegolf, alles overwoekerd raakt door macro-algen, en koraal niet meer kan terugkeren’, aldus Hylkema.

Hij ontwikkelde een methode om de zee-egel op te kweken en uit te zetten. Maar het is niet de enige grazer die een sleutelrol speelt. In het project Reefgrazers kijkt Van Hall Larenstein ook naar slakken, krabben en andere zee-egelsoorten die de algen kunnen begrazen. Voorzichtigheid is geboden bij herintroductie, vooral bij de West-Indische spinkrab, Maguimithrax spinosissimus. ‘Deze staan erom bekend dat ze omnivoor zijn en we willen eerst testen of ze niet de andere grazers gaan opeten.’ Hylkema deed ook onderzoek naar de vraag waardoor de diadema-zee-egel niet in staat is zelf terug te keren. Niet een tekort aan larven, maar de kans om zich op het koraalrif te vestigen bleek het probleem. ‘Volwassen zee-egels grazen de macro-algen van koralen en rotsen. Vervolgens begroeien die met een verse biofilm, belangrijk voedsel voor juveniele zee-egels en daarom een vestigingssignaal voor de larven. Zonder de begrazing van volwassen zee-egels, groeit het rif vol met macro-algen. Die zitten bovendien vol met predatoren van kleine zee-egels, zoals krabben. Als de zee-egelpopulatie herstelt doorbreek je dit en is er meer aanwas van jonge dieren. Dan ontstaat er ook ruimte voor koraal om zich te vestigen.’