Rowan Lockwood haalt parels van data uit lang uitgestorven oesters.

Lockwood, een professor in de afdeling Geologie van William &Mary, heeft die dataparels aan elkaar geregen om een ​​reeks suggesties te doen voor het opnieuw oesteren van de huidige Chesapeake Bay. Ze besprak haar bevindingen in Boston op 17 februari tijdens de jaarlijkse bijeenkomst van de American Association for the Advancement of Science, 's werelds grootste algemene wetenschappelijke vereniging.

De presentatie, "Oesters vroeger en nu, en de toekomst van de Chesapeake Bay, " putte uit de studie van meer dan 4, 000 fossiele oesters die leefden tussen 80, 000 en 500, 000 jaar geleden. Het werk is een voorbeeld van een opkomende subdiscipline die bekend staat als conservatiepaleontologie.

"Conservatiepaleontologie is net als conservatiebiologie, alleen met oudere spullen, Lockwood legde uit. "Het idee is om het fossielenbestand te gebruiken, het archeologische record - misschien zelfs het historische record - om ons te helpen de biodiversiteit te herstellen, om te begrijpen waarom sommige organismen en populaties het momenteel moeilijk hebben."

In situaties zoals oesterherstel in de Chesapeake Bay, een conservatie-paleontologische benadering is nodig om een ​​echte basislijn vast te stellen voor het herstel van een ecosysteem. Lockwood zei dat de meeste ecologische managers basislijnen vaststellen op basis van hoe de Chesapeake er 100 of 200 jaar geleden uitzag.

Een betere basislijn

"Als paleontoloog dat is veel te jong voor mij, " zei ze. "Ik wil begrijpen hoe de baai was voordat mensen een impact begonnen te krijgen, misschien 10, 000 jaar geleden. Ik wil terugkijken en zien hoe de ecosystemen duizenden en tienduizenden jaren hebben gefunctioneerd. En ik wil zien hoe het ecosysteem op natuurlijke wijze reageerde op zaken als klimaatverandering en zeespiegelstijging."

Lockwood biedt enig tastbaar bewijs van hoe een prehistorische Chesapeake eruit zag. Ze laat een van haar exemplaren zien, een enorme oester van een half miljoen jaar oud, gezegde, "Het zou als deurstopper kunnen dienen."

Oesters van een dergelijke grootte waren de regel, niet de uitzondering, in de prehistorische Chesapeake, en Lockwood zegt dat uit haar studies blijkt dat de baai vol zat met zulke mammoetoesters. Een conservatie-paleontologische benadering biedt de nodige context om het echte basisecosysteem te begrijpen, ze legde uit.

"We leven in de moderne tijd, en we zitten gevangen in de denkwijze van te denken dat wat we vandaag zien natuurlijk is, terwijl in werkelijkheid mensen de aarde nu al duizenden jaren beïnvloeden, ' zei Lockwood. 'Een manager van de Chesapeake Bay heeft nog nooit een gezond oesterrif gezien. Ze hebben nog nooit iets gezien dat in de buurt komt van een natuurlijk oesterrif. De enige manier om te begrijpen hoe oesters zouden moeten functioneren, is door terug te gaan in de tijd."

Lockwood's conservatie-paleontologie "tijdmachine" onthult meer dan grote aantallen grote oesters. Werken met een set van William &Mary undergraduate onderzoekers, ze heeft een reeks laboratoriumtechnieken gebruikt om een ​​aantal interessante datapunten te extraheren over de oude oesters van de Chesapeake. Ze leren hoe lang elke oester leefde door een proces dat bekend staat als sclerochronologie. Door de fossiele schelpen doormidden te zagen, kunnen onderzoekers groeibanden tellen, net als boomringen. Maar de grijs-witte groeibanden in oesterschelpen zijn complexer dan boomringen.

"Het is niet genoeg om gewoon de bands te tellen, omdat oesters stoppen met groeien als het koud wordt, ' zei Lockwood. 'Op sommige plaatsen stoppen ze met groeien als het te warm wordt. Op sommige plaatsen stoppen ze met groeien als ze te veel vers water krijgen."

Hoe een oude oester te laten rijpen?

Lockwood nam wat oesters mee naar het lab van medewerker Fred Andrus, een geoarcheoloog aan de Universiteit van Alabama. Andrus had instrumenten waarmee ze in de witte en grijze groeibanden kon boren, monsters nemen.

"Ik kan die monsters in een massaspectrometer stoppen, en dat laat me de isotopen van zuurstof meten. Die isotopen van zuurstof stellen me in staat om de temperatuur door de tijd heen te reconstrueren, " legde ze uit. "Dus ik kan je vertellen hoe koud de winters waren en hoe warm de zomers waren 400, 000 jaar geleden."

Lockwood ontdekte dat de grootte van haar oude oesters alleen een functie is van een lang leven; de groeisnelheid is niet anders dan de oesters in de Chesapeake van vandaag. Haar studie omvat een reeks oesterfossielen van Delaware tot North Carolina.

Ze zei dat een moderne oester in de baai vijf of zes jaar leeft, gemiddeld, voordat ze worden geoogst of sterven aan een ziekte. Ter vergelijking, haar fossielen uit Chesapeake Bay leefden bijzonder lang. "We hebben het over 30, 35 jaar oud, "zei ze. "Deze zijn groot, honkin' oma oesters."

Er zijn geen grote, honkin' opa oesters. Oesters zijn opeenvolgende hermafrodieten, legde ze uit:ze worden allemaal als man geboren, verander dan van geslacht als ze tot een bepaalde grootte groeien. Lockwood benadrukte dat de individuele oestergrootte enorme implicaties voor het behoud heeft.

"Omdat, als je een oester bent, hoe groter je bent, hoe meer nakomelingen je hebt, "zei ze. "Als deze dingen groter worden, en groeien in leeftijd, ze krijgen steeds meer nakomelingen."

Lockwood voegde eraan toe dat hedendaags onderzoek naar oesters, inclusief studies gedaan door faculteit aan William &Mary's School of Marine Science aan VIMS, suggereren dat grotere oesters een zekere mate van tolerantie voor MSX en Dermo ontwikkelen, ziekten die veel inheemse oesters in de Chesapeake hebben gedood. Aanvullend bewijs toont aan dat sommige van de oesterpopulaties ziektetolerantie ontwikkelen door natuurlijke selectie.

Lockwood vertelde haar AAAS-publiek dat wat de Chesapeake Bay nodig heeft, riffen zijn die bedekt zijn met deze oude vrouwelijke oesters, gelukkig filteren ze het water en produceren ze veel spuug-oesterlarven. Ze erkent dat het onrealistisch is om te denken dat de baai ooit haar prehistorische oesterpopulatie zal herwinnen, maar het bewijs wijst in dezelfde richting:als je de oesterpopulatie van de Chesapeake wilt vergroten, de grotere oester is de betere oester.

Meer oudere kweekoesters

Ze deed een reeks aanbevelingen om de oestervoorraad van de Chesapeake te verbeteren door de individuele oesters te vergroten. De oestervisserij richt zich op de grotere exemplaren, waarvan Lockwood zei dat het precies de vruchtbare schelpdieren zijn die een natuurbeschermer zou willen beschermen.

Een idee is om regels voor maximale grootte of slotlimiet in te voeren die zijn ontworpen om de grote vrouwelijke fokkers te behouden. Lockwood merkte op dat dergelijke regels effectief zouden zijn wanneer de schelpdieren bij eb met de hand worden geoogst, minder in gebieden waar baggeren en andere grootschalige visserij wordt gebruikt.

De huidige visserijregelgeving kent een minimumgrootte, bescherming van de jongere oesters. Lockwood suggereert dat maximum- of slotlimieten deel kunnen uitmaken van een heroverweging van regelgeving en andere instandhoudingsacties om de bescherming van de fokkende oma-oesters aan te moedigen.

"Als je kijkt naar waar we onze conserveringsdollars besteden aan Chesapeake Bay-oesters, we besteden het allemaal aan hun vroege levensfasen, "zei ze. "We hebben veel schelpen op de bodem van de baai gelegd, in de hoop dat de larve zich daar zal vestigen. We kweken ook larven in het lab, laat ze dan vrij in de baai."

Hoe waardig zulke op spat gerichte initiatieven ook zijn, Lockwood wijst erop dat de overlevingskans van een oesterlarve in de buurt van één op de tien ligt, 000 - onder de beste omstandigheden.

"Dus zou je liever je geld in de overleving van één op de tien steken, 000, of wil je liever je geld steken in het behoud van het grotere, oudere oester die al 10 jaar geleefd heeft en die haar plaats in de survival of the fittest al heeft verdiend?" vroeg ze.

Lockwood stelde voor om het aantal en de grootte van de oesterreservaten in de baai te vergroten. Ook adviseert ze bij het situeren van heiligdommen en herbeplantingslocaties met het oog op de verwachte zeespiegelstijging.

Oesterconserven, verboden om te oogsten, niet alleen de bewoners in staat stellen om tot hun volle potentieel te groeien, maar kan ook helpen om de effecten te verzachten van de twee ziekten die inheemse oesters in de Chesapeake teisteren.

"Als je kijkt naar de gebieden van de baai waar mensen niet vissen - meestal omdat dat gebieden zijn waar de vuilvrachten te hoog zijn om de oesters te kunnen eten - hebben we echt grote oesters, " zei ze. "En ze beginnen ziektetolerantie te ontwikkelen."

Ze zei dat de ziektetolerantie het resultaat is van natuurlijke selectie. Van oesters op beschermde gronden kan worden verwacht dat ze niet alleen grootmoeders worden, maar ook om aan hun talrijke nakomelingen enkele van die genen door te geven die ziektetolerantie overbrengen.

Lockwood wees erop dat er veel succes is geboekt met de "bescherm de volwassen"-strategieën die op andere soorten worden toegepast. Ze noemde het voorbeeld van zeeschildpadden, waar populaties sneller herstelden toen instandhoudingsstrategieën werden verschoven van een focus op nestplaatsen en broedgebeurtenissen naar het beschermen van volwassenen tegen stroperij en bootaanvallen.

"Maar Chesapeake Bay-oesters maken deel uit van een veel complexer systeem, "zei ze. "Er zijn hier zoveel variabelen in het spel, inclusief de sociaal-culturele aspecten. Maar puur ecologisch gezien, Ik zou zeggen dat we het niet geweldig doen. Oesters hebben het echt moeilijk, en ik zou graag zien dat we onze financiering verschuiven naar benaderingen die kwantitatief lijken te leiden tot veel meer succes."

Lockwood is een van de twee William &Mary-onderzoekers die werk presenteerden op de AAAS-bijeenkomst. De andere is Anne Charity Hudley, die sprak over "Educator Linguistic Ideology About African-American English in STEM Contexts" in een sessie van 19 februari.

De presentatie van Lockwood maakte deel uit van een panel van drie wetenschappers. De sessie werd georganiseerd door William &Mary alumna Susan Kidwell '76, die Lockwood beschreef als "een van de meest vooraanstaande paleontologen ter wereld" en een pionier op het gebied van conservatie-paleontologieconcepten. Het derde lid van het panel is Jacquelyn Gill van de Universiteit van Maine.

De AAAS-conferentiestaf heeft veel enthousiasme getoond voor de presentatie van Lockwood. Ze is te zien in een podcast en werd gevraagd om een ​​"Clams and Catastrophes" showpresentatie te geven op Family Science Days, het weekend outreach-programma dat deel uitmaakt van de AAAS-bijeenkomst.