Het verontrustende verlies van koraalriffen wereldwijd heeft wetenschappers en natuurbeschermers ertoe aangezet om het herstel van de riffen te ondersteunen door middel van actieve restauratiebenaderingen. Het transplanteren van koralen op aangetaste riffen heeft tot doel de koraalbedekking te vergroten en vervolgens structurele habitats te bevorderen. Tot nu, daadwerkelijke restauratie is handmatig gedaan door duikers, die elk koraal moest bevestigen, of een fragment of een koraalrekruut zich op een substraat vestigde, individueel.

Vandaag, rifdegradatie vindt plaats op een schaal van honderden en duizenden vierkante kilometers. In tegenstelling tot, de huidige restauratieactiviteiten zijn meestal minder dan een hectare groot. Deze inspanningen worden beperkt door het feit dat alleen arbeidsintensieve, en dus kostbaar, technieken zijn momenteel beschikbaar. "Als we willen dat restauratie een meer betekenisvolle rol speelt bij het behoud van koraalriffen, we moeten in nieuwe richtingen denken. Onze zaaiaanpak is een belangrijke stap om dit doel te bereiken, omdat het de verwerking van grote aantallen koralen in een zeer korte tijd tegen aanzienlijk lagere kosten mogelijk maakt", zegt dr. Dirk Petersen, projectleider en uitvoerend directeur van SECORE International.

In de zaaibenadering koraallarven vestigen zich op speciaal ontworpen substraten die zichzelf stabiliseren en zich via natuurlijke processen aan het rif hechten. Na een paar weken tot maanden kunnen deze zogenaamde "Seeding Units" (d.w.z. substraten samen met initiële koraalpoliepen) worden op het rif gezaaid door ze eenvoudig in spleten vast te klemmen in plaats van dat ze handmatig moeten worden bevestigd. Tot vandaag, bijvoorbeeld verplanten 10, 000 individuele koralen op één hectare met gemeenschappelijke methoden vereist enkele honderden tot een paar duizend manuren. "Het zaaien van hetzelfde aantal koralen kan worden bereikt in minder dan 50 manuren, een tijdsbesparing van meer dan 90 procent. Aanvullend, materiaalkosten kunnen tot een derde worden verminderd, een aanzienlijke vooruitgang betekenen voor toekomstige restauratiewerkzaamheden", zegt SECORE's onderzoeksdirecteur dr. Margaret Miller.

Seksuele koraalreproductie en genetische diversiteit

Op Curaçao, het team verzamelde larven die vrijkwamen door kolonies golfbalkoralen ( Favia fragum ). "Kort na het ophalen, we vestigden de koraallarven op speciaal ontworpen tetrapod-vormige substraten gemaakt van cement", legt Valérie Chamberland uit, die het veldonderzoek voor dit onderzoek op Curaçao heeft geleid.

Werken met seksueel vermeerderde koralen handhaaft de genetische diversiteit. Verschillende genencombinaties, zogenaamde genotypen, ontstaan ​​binnen de populatie door recombinatie - het herschikken van de genetische kenmerken van ouders onder hun nakomelingen. Nieuwe genetische combinaties kunnen dan sommige koraalnakomelingen uitrusten met mogelijkheden om beter om te gaan met de huidige en toekomstige omstandigheden dan hun worstelende ouders. "Dit is van vitaal belang voor elke koraalsoort in het licht van klimaatverandering. Op deze manier kunnen we kunnen koralen krijgen die bijvoorbeeld beter bestand zijn tegen stijgende watertemperaturen", zegt Dirk Petersen.

Drie weken later waren de vaste koraallarven veranderd in initiële koraalpoliepen en werden de eenheden gezaaid op het rif voor het Curaçao Sea Aquarium. "De specifieke vorm van de tetrapod-substraten stelde ons in staat om de Seeding Units eenvoudig in natuurlijke spleten van het rif te wiggen. De meeste Seeding Units waren binnen enkele weken stabiel, ofwel vastgezet in spleten of natuurlijk gecementeerd op het frame van het rif", zegt Valérie Chamberland.

Het ontwerp van de substraten bevordert niet alleen de hechting op het rif, maar is ook bedoeld om het voortbestaan ​​van de koraalkolonisten te verbeteren. "De verschillende oriëntaties van de oppervlakken van de Seeding Units en hun geïntegreerde groeven creëren micro-habitats die waarschijnlijk de concurrentie en predatie die de jonge en zeer kwetsbare koralen aantasten verminderen in vergelijking met wanneer larven zich direct op het rif vestigen. Dit is cruciaal, omdat onze resultaten aantonen dat de vroege levensfase na de vestiging de bottleneck is voor het overleven van jonge koralen", zegt Dirk Petersen.

In de twaalf maanden na het zaaien, de wetenschappers hielden de substraathechting aan het rif en de overlevingskansen van koraalkolonisten nauwlettend in de gaten. "We vestigden zich tussen de 20-30 larven op elk substraat om op de lange termijn idealiter één koraal per Seeding Unit te hebben. Na een jaar was meer dan de helft van de eenheden hersteld en herbergde nog steeds ten minste één koraal, het behalen van deze doelstelling die nodig is om uiteindelijk een succesvol herstelresultaat op te leveren", legt Valerie Chamberland uit.

Vooruitgang in de zaaibenadering

SECORE-wetenschappers optimaliseren nu het substraatontwerp om de overleving en groei van koraalkolonisten verder te vergroten. "Terwijl de substraten aanvankelijk werden gekoloniseerd door vriendelijke crustose verkalkte algengemeenschappen die larvale vestiging en metamorfose vergemakkelijken, hun aan licht blootgestelde bovenoppervlakken raakten snel overwoekerd door concurrerende algengrasvelden die ooit op het rif waren gelegd. Dit heeft waarschijnlijk bijgedragen aan een relatief hoge mortaliteit van koraalkolonisten tijdens de eerste drie maanden op het rif", zegt Valerie Chamberland. Zoals voorlopige experimenten suggereren, substraten van niet-poreuze materialen zoals glas of geglazuurd keramiek kunnen de vorming van grasalgengemeenschappen afschrikken en de overleving en groei van bezonken koralen verder verbeteren.

Tot dusver, het zaaien van bezonken koralen werd getest in een onderzoekspilot - nu moet het op veel grotere schaal worden getest. De verwerking van 50, 000 tot 100, 000 substraten binnen één locatie en paaiseizoen zullen grote logistieke en technische uitdagingen met zich meebrengen. Samen met de California Academy of Sciences, De Natuurbescherming, en andere partners, SECORE is van plan deze uitdagingen het hoofd te bieden in de loop van het onlangs gelanceerde Global Coral Restoration Project.

"We zijn routinematig in staat om een ​​miljoen larven te produceren uit een enkele paaigebeurtenis. Tot nu toe, het aantal substraten was beperkt omdat ze handmatig met matrijzen werden geproduceerd. We werken momenteel samen met onze partners om industriële productie van de tetrapod-substraten in grote aantallen tegen aanzienlijk lagere kosten te implementeren", zegt Dirk Petersen. "Als we onze nieuwe manier van zaaien kunnen combineren met effectievere kweektechnieken voor koraallarven, die we nu aan het ontwikkelen zijn, kosten van rifherstel kunnen vergelijkbaar worden met de kosten van bestaande mangrove- en kwelderherstelinspanningen."

SECORE en partners werken samen om elke stap van de zaaiaanpak te verfijnen. Dit omvat ook de ontwikkeling van verschillende vormen van Seeding Units om een ​​breed scala aan rifhabitats te bestrijken en het optimaliseren van de overleving na de vestiging van de zeer kleine initiële levensfasen voor een breder scala aan soorten. Op een dag, het kan mogelijk zijn om koralen te zaaien vanaf een boot of met onderwaterdrones.