Steenkoralen zijn mogelijk beter bestand tegen verzuring van de oceaan dan ooit werd gedacht, volgens een onderzoek van Rutgers University waaruit blijkt dat ze afhankelijk zijn van eiwitten om hun keiharde skeletten te helpen creëren.

"Het komt erop neer dat koralen zelfs onder ongunstige omstandigheden rots zullen maken, " zei Paul G. Falkowski, een vooraanstaande professor die het Environmental Biophysics and Molecular Ecology Laboratory leidt aan de Rutgers University-New Brunswick. "Ze zullen waarschijnlijk steen maken, zelfs als de oceaan licht zuur wordt door de verbranding van fossiele brandstoffen."

Het Rutgers-team, waaronder hoofdauteur Stanislas Von Euw, een postdoctoraal onderzoeker in het laboratorium van Falkowski, beschrijft zijn bevindingen in een baanbrekende studie die vandaag online in het tijdschrift is gepubliceerd Wetenschap . Met behulp van een materiaalwetenschappelijke benadering, het team gebruikte verschillende hightech beeldvormingsmethoden om aan te tonen dat koralen zuurrijke eiwitten gebruiken om keiharde skeletten te bouwen die gemaakt zijn van calciumcarbonaatmineralen.

"Wat we laten zien, is dat het decennia-oude algemene model voor hoe koralen steen maken, verkeerd is, "zei Falkowski. "Deze zeer zorgvuldige studie toont heel precies aan dat koralen eiwitten afscheiden, en de eiwitten vormen het mineraal en de eiwitten zijn erg zuur, wat veel mensen zal verbazen."

Koralen zijn grotendeels koloniale organismen die honderden tot honderdduizenden poliepen (dieren) herbergen. Riffen gebouwd door steenachtig, ondiepwaterkoraalsoorten behoren tot 's werelds meest diverse ecosystemen. Duizenden soorten vissen en ander zeeleven zijn afhankelijk van riffen om te overleven, en duizenden menselijke gemeenschappen rekenen op riffen voor voedsel, bescherming en banen, volgens de National Oceanic and Atmospheric Administration.

Maar koralen worden op de lange termijn geconfronteerd met verschillende bedreigingen voor het milieu:mogelijk dodelijke verbleking door het broeikaseffect en snelle temperatuurveranderingen; vervuiling door nutriënten; de fysieke vernietiging van koraalriffen; en oceaanverzuring in verband met de uitstoot van kooldioxide, zei Falkowski.

De oceaan absorbeert koolstofdioxide door de verbranding van fossiele brandstoffen en veranderingen in landgebruik, wat leidt tot een lagere pH en een hogere zuurgraad, volgens NOAA. De verzuring van de oceaan verlaagt in veel gebieden het gehalte aan calciumcarbonaatmineralen, wat waarschijnlijk het vermogen van sommige organismen om hun schelpen te maken en te onderhouden zal belemmeren.

Volgens het onderzoek van Rutgers er zijn twee hoofdhypothesen over hoe steenkoralen hun steenachtige skeletten bouwen. De ene verloopt via grotendeels fysische en chemische processen en de andere via een biologisch gestuurd proces.

Wetenschappers van Rutgers onderzochten Stylophora pistillata - een goed bestudeerd steenachtig koraal dat veel voorkomt in de Indo-Pacific - met behulp van 3D-beeldvorming met ultrahoge resolutie en 2-D nucleaire magnetische resonantie (NMR) spectroscopie. Ze toonden aan dat steenkoralen mineralen neerslaan via een biologisch gedreven proces.

"Voor zover ik weet, we waren uniek in de wereld in het gebruik van een gecoördineerde reeks technieken om de ultrastructuur van koraalskeletten te begrijpen, " zei Falkowski. De technieken omvatten Raman-beeldvorming en spectroscopie, en scanning heliumionmicroscopie.

De wetenschappers ontdekten dat willekeurige nanodeeltjes worden afgezet in micro-omgevingen van koraal verrijkt met organisch materiaal. De nanodeeltjes hopen zich op en vormen steenachtige structuren gemaakt van calciumcarbonaat - bekend als aragoniet - door kristallen te laten groeien. De NMR-beeldvormingsresultaten laten zien dat koraalzuurrijke eiwitten de belangrijkste drijfveren zijn.

De eiwitten functioneren bij een pH (een maat voor zuurgraad en alkaliteit) van ongeveer 8,5 tot 7, en "die omgeving, naar hen, is nog helemaal in orde, " zei Falkowski. De oceaan heeft normaal gesproken een pH van 8,1 of 8,2 en in de komende eeuw of zo kan dat dalen tot 7,8, maar steenkoralen kunnen nog steeds gesteente maken.

"Voor steenkoralen, we zijn er vrij zeker van dat het verzuringsprobleem overdreven is, "zei hij. "Ze zijn veerkrachtiger dan we ze op prijs stellen."