Zeegras weilanden, belangrijke kraamkamers en voedingsbodems voor vele soorten zeeleven, wereldwijd verloren gaan door nutriëntenvervuiling, verwarmende wateren, en andere kwalen. Een nieuwe studie door een internationaal onderzoeksteam onthult knelpunten in de groei van zeegras van zaad tot zaailing, kennis die nuttig is voor het verbeteren van op zaad gebaseerde herstelinspanningen.

De auteurs van de studie zijn John Statton, Leonardo Montoya, en Gary Kendrick van de Universiteit van West-Australië, Robert Orth van William &Mary's Virginia Institute of Marine Science, en Kingsley Dixon van de Curtin University in Perth. Hun werk verschijnt in het huidige nummer van Wetenschappelijke rapporten , een open access tijdschrift van de uitgevers van Nature.

"De wetenschap achter herstel op basis van zaden is erg onderontwikkeld voor de meeste soorten zeegras en blijft ernstig achter bij die voor landplanten, ", zegt Statton. Een opmerkelijke uitzondering is het succes van het gebruik van zaden om zeegras in de kustbaaien van Virginia te herstellen; werk dat Orth als pionier heeft uitgevoerd tijdens jaren van vallen en opstaan, zowel zaden als getransplanteerde scheuten.

In de huidige studie, de onderzoekers probeerden de reis van zaad tot zaailing te begrijpen voor het Australische zeegras Posidonia australis of lintwier. Deze langzaam groeiende soort is in een groot deel van zijn verspreidingsgebied ernstig achteruitgegaan. het verdienen van het een "bijna bedreigd" status op de IUCN Rode Lijst.

Het team voerde hun onderzoek uit door het lot van meer dan 21, 000 P. australis-zaden met de hand geplant in experimentele percelen in Cockburn Sound in West-Australië. Ze plaatsten de plots om verschillende graden van blootstelling aan golven te testen, grazers zoals krabben, en "bioturbators, "dieren die per ongeluk zaden begraven tijdens het graven of andere activiteiten - vaak te diep voor latere ontwikkeling.

In tegenstelling tot de meeste andere onderzoeken naar de groei van zeegras, die eenvoudigweg hebben gekeken naar het totale aandeel zaden dat volwassen wordt als volwassen plant, Het team van Statton volgde nauwgezet de voortgang van hun zaden bij elke stap van ontkieming tot zaadafhankelijk, zaadonafhankelijk, en gevestigde zaailingen.

"Door de exacte overgangen in de vroege levensfase te identificeren die de rekrutering van zeegras beperken, we denken dat we ons vermogen kunnen verbeteren om ons te richten op de processen die het beste reageren op het management, ", zegt Statton. "Deze knelpunten kunnen uniek zijn voor elke zeegrassoort en zelfs een bepaalde locatie, ", voegt Orth toe.

De resultaten van het team toonden duidelijke verschillen in zaadsucces tussen de verschillende levensfasen. In het ondiepere, meer beschutte plaatsen, weinig of geen zaden overleefden begrazing en bioturbatie om de eerste overgang in de levensfase te voltooien - de eerste maand van groei wanneer een ontkiemde zaailing nog steeds afhankelijk is van zijn zaad voor energie. Zaden die op diepere locaties werden ingezet, overleefden nog vier tot zes maanden, voordat bijna alle nu onafhankelijke zaailingen werden ontworteld door golven van winterstormen. Als gevolg van deze uitdagingen, algehele zaadoverleving was verdwijnend laag - met minder dan 1 op 1, 000 zaden bereiken het juveniele stadium - een kans van slechts 0,1 procent.

De onderzoekers gebruikten vervolgens modellen om de seeding-dichtheid te schatten die nodig was om deze ernstige knelpunten te overwinnen, het berekenen van succes bij zaaidichtheden die 2 tot 40 keer hoger zijn dan hun veldstudies. Hier suggereren hun resultaten hoe meer zaden, hoe beter, hoewel ze opmerken dat aanvullend veldwerk nodig is om te testen op afnemende opbrengsten in groei als gevolg van overbevolking van zaden en concurrentie om beperkte middelen.

Hoewel de knelpunten voor de groei die in het Australische onderzoek zijn waargenomen, overweldigend kunnen lijken, Orth merkt op dat ze eigenlijk in lijn zijn met bevindingen uit andere studies van zowel zeegrassen als landplanten. "Bij onze restauratie-inspanningen in de kustbaaien van Virginia's Eastern Shore, " hij zegt, "de kans op overleving van zaden is slechts ongeveer één tot vijf procent."

Ondanks dit, herhaalde seeding door VIMS-onderzoekers heeft geleid tot herstelsucces. "In 1997 was er nog maar een klein stukje zeegras in South Bay, " zegt Orth. "Nu, 71 miljoen zaden later, er zijn er meer dan 7, 000 hectare, en het gras verspreidt zich natuurlijk."

A similar approach might thus work in Australia and other areas worldwide where seagrasses have succumbed to cloudy waters and coastal development. "Our results indicate that seeding may be an appropriate strategy for restoring P. australis, " says Statton. "But, " he adds, "we would need to do so annually for a decade or more to escape both the summer bottlenecks associated with bioturbators and grazers, and the winter bottlenecks associated with storm waves."

"This approach would allow us to benefit from windows of opportunity, " he explains, "benign years when winter storms were relatively weak or came from directions where landmasses blocked most waves. These conditions would allow seagrass seeds to take root and survive."

The team's field and modeling results suggest a number of other strategies to maximize restoration success. For wave-sheltered sites, these include relocating or excluding the crabs and other invertebrates that currently dislodge or eat most seeds and incipient seedlings. "In wave-exposed locations, " says Statton, "we might introduce mixtures of seeds and seedlings from species adapted for turbulent conditions, thus providing some seafloor stability for the survival of P. australis."