Het is aangetoond dat een teveel aan stikstof de symbiose tussen koraal en algen verstoort. veroorzaakt bleken, zelfs in afwezigheid van hitte en lichte stress. Met koraalverblekingsgebeurtenissen die toenemen naarmate de zeetemperatuur wereldwijd stijgt, dit is een belangrijke bevinding in de race om de mechanismen achter bleken te begrijpen en manieren om de verwoestende impact op koraalriffen te verminderen.

"Koralen zijn opmerkelijk aangepast om te gedijen in de zonverlichte, voedselarme wateren van tropische oceanen, vooral dankzij hun intieme relatie met microscopisch kleine algen, " zei Dr. Claudia Pogoreutz van het Red Sea Research Center in KAUST. "In deze relatie, koralen reguleren de algengroei en -activiteit door hun toegang tot stikstof te beperken. Door deze 'chantage' produceren algen energierijke suikers, door fotosynthese, voor het koraaldier."

Een andere microbiële groep - stikstofbindende microben genaamd diazotrofen - kan een sleutelrol spelen bij het handhaven van de productiviteit van het meta-organisme door het aan te vullen met extra stikstof voor metabolisme en groei. Echter, als toenemende hoeveelheden afvalwater, die vol zit met suikers en stikstof, worden in onze oceanen gepompt, het delicate evenwicht van deze stikstofkringloop komt in gevaar. Dit kan op zijn beurt bleekgebeurtenissen verergeren.

Het team, onder leiding van KAUST Associate Professor of Marine Science Christian Voolstra en in samenwerking met wetenschappers van de Universiteit van Bremen in Duitsland, nam een ​​unieke benadering om te onderzoeken hoe suikerverrijking en stikstofverstoring kunnen bijdragen aan koraalverbleking door verbleking te bestuderen in afwezigheid van hitte en lichtstress.

"Door uit te zoeken hoe andere omgevingsfactoren bleken veroorzaken, we kunnen overeenkomsten en eerder over het hoofd geziene processen identificeren die kunnen verklaren wat er gebeurt tijdens het bleken veroorzaakt door hittestress, ", legt KAUST-promovendus Nils Rädecker uit. "Monsters van koralen werden in tanks in de KAUST-aquarialaboratoria geplaatst. We hebben een suikermengsel aan sommige tanks toegevoegd, terwijl andere als controle werden bewaard."

De met suiker verrijkte omgeving voedde de stikstofbindende microben met extra energie, wat betekent dat ze meer stikstof vasthielden. Deze overtollige stikstof die beschikbaar is voor het koraaldier verstoort de balans van stikstofbeperking voor de algen, wat de afbraak van koraal-algensymbiose veroorzaakt en bleking veroorzaakt.

"Dit is de eerste studie die het belang benadrukt van microbiële processen zoals stikstoffixatie voor de gezondheid van koralen, en hoe verstoringen van deze processen onder bepaalde omstandigheden een voorheen ongeïdentificeerde bedreiging kunnen vormen, ’ zei Raddecker.

De onderzoekers hopen dat het benadrukken van de rol van stikstof bij het bleken autoriteiten wereldwijd ertoe zal aanzetten om watervervuiling serieus aan te pakken. Hoewel de wereldwijde klimaatverandering ongetwijfeld de grootste bedreiging vormt voor koraalriffen, het beperken van verdere schade door het opruimen van onze oceanen zou deze kwetsbare ecosystemen kunnen helpen overleven.