, Australisch Instituut voor Mariene Wetenschappen

Koraalriffen over de hele wereld zijn de afgelopen decennia drastisch veranderd. Menselijke activiteiten hebben bijgedragen aan het massaal afsterven van koraal in tropische oceanen.

De degradatie van rifbouwende koralen zal naar verwachting verslechteren onder de huidige klimaattrajecten, maar ons werk toont aan dat de meeste rifsponzen veerkrachtig genoeg zijn om de voor 2100 verwachte klimaatomstandigheden te verdragen.

In ons laatste onderzoek, we onderzoeken hoe toekomstige riffen met meer sponzen zouden kunnen functioneren in vergelijking met de huidige door koraal gedomineerde ecosystemen.

Sponzen op koraalriffen

Op het Groot Barrièrerif, de hoeveelheid levend koraal is de afgelopen 30 jaar afgenomen. Terugkerende verblekingsgebeurtenissen hebben grote gevolgen voor de ecologie van rifsystemen en de hulpbronnen die riffen voor mensen kunnen bieden.

Mariene sponzen zijn te vinden in de oceanen van de wereld. Ze behoren tot de oudst bekende meercellige organismen en verschenen ongeveer 580 miljoen jaar geleden voor het eerst in het fossielenbestand.

Gedurende deze lange evolutionaire geschiedenis, sponzen hebben een reeks van omgevingsomstandigheden doorgemaakt en hebben een opmerkelijk doorzettingsvermogen getoond om de massa-extinctie van het eind-Trias te overleven, zo'n 200 miljoen jaar geleden. Terwijl sponzen worden gevonden in ondiepe en diepwateromgevingen van de tropen tot de polen, ze zijn vooral belangrijk op koraalriffen. Daar, de filterfeeders vormen een cruciale schakel tussen de zeebodem en het bovenliggende zeewaterlichaam.

Sponzen pompen grote hoeveelheden water en verwijderen bacteriën, plankton en opgelost voedsel. Ze onderhouden ook symbiotische partnerschappen met verschillende gemeenschappen van micro-organismen die hen kunnen voorzien van voedingsstoffen en secundaire metabolieten die hun verdediging tegen roofdieren en infecties versterken.

Sponstolerantie en superlarven

Het laatste rapport van het Intergouvernementeel Panel over klimaatverandering suggereert zeer verschillende resultaten voor koraalriffen bij een stijging van de zeewatertemperatuur met 1,5°C of 2,0°C. Zelfs als we erin slagen de opwarming van de oceaan tot 1,5°C te houden, koralen zullen niettemin ernstig worden aangetast.

Echter, we hebben aangetoond dat veel soorten sponzen beter bestand zijn tegen de gevolgen van klimaatverandering dan koralen. We denken dat sponzen toekomstige "winnaars" op koraalriffen kunnen zijn.

Ons werk onderzocht de tolerantie van vier soorten sponzen van het Great Barrier Reef voor de opwarming van de oceaan en de verzuring van de oceaan voorspeld voor 2100. Alle soorten werden niet beïnvloed door scenario's met gematigde klimaatverandering waarbij we de temperatuur met 1,5 ° C verhoogden. Echter, de milieuomstandigheden die werden geprojecteerd in de meest extreme scenario's (4 ° C temperatuurstijging) hadden bij sommige soorten significante nadelige effecten.

Hoewel hogere temperaturen de gezondheid en overleving van sommige sponssoorten kunnen verminderen, oceaanverzuring lijkt over het algemeen verwaarloosbare effecten te hebben. Onderzoek uitgevoerd bij natuurlijke kooldioxide-openingen bevestigt ook de algehele pH-tolerantie van veel sponssoorten.

Ons experimentele werk toonde aan dat reacties op de gecombineerde effecten van oceaanopwarming en oceaanverzuring variëren tussen verschillende soorten sponzen. Terwijl verzuring het effect van opwarming verergerde bij sponssoorten die zich voeden met plankton, het verzachtte het opwarmende effect bij soorten met fotosynthetische symbionten.

Sponzen reageren verschillend gedurende hun levensgeschiedenisstadia. Larven van de overvloedige spons Rhopaloeides odorabile een thermische drempel hebben die 4°C hoger is dan hun ouders. Overleving en vestiging van larven van de gewone rifspons Carteriospongia foliascens worden niet beïnvloed door de slechtste voorspellingen van de klimaatverandering.

Deze bevindingen suggereren dat sponzen een inherent vermogen hebben om klimaatverandering te tolereren, maar dat deze tolerantie niet wordt gehandhaafd bij volwassen populaties.

veerkracht van de spons

In ons meest recente onderzoek, we hebben de mogelijke mechanismen onderzocht die ten grondslag liggen aan de tolerantie van de spons voor opwarming en verzuring. We hebben de samenstelling van lipiden en vetzuren gemeten in sponssoorten met verschillende omgevingsgevoeligheden. We ontdekten dat sponzen met grotere hoeveelheden opslaglipiden en bepaalde meervoudig onverzadigde vetzuren met een lange keten beter bestand waren tegen opwarming.

Deze specifieke lipiden en vetzuren behouden waarschijnlijk de celmembraanfunctie en andere cellulaire processen in het licht van temperatuurstress. Verder onderzoek naar hoe sponzen hun membraanlipiden veranderen als reactie op stijgende temperaturen, onthulde een mogelijk mechanisme waardoor oceaanverzuring de weerstand tegen thermische stress kan verhogen door de productie van membraanstabiliserende sterolen te verhogen. Ons onderzoek toont aan dat lipiden en vetzuren een belangrijk onderdeel zijn van hoe sponzen reageren en hun overleving in toekomstige oceanen kunnen ondersteunen.

Hoe een sponsrif zou kunnen werken

Riffen die worden gedomineerd door sponzen zullen waarschijnlijk heel anders functioneren in vergelijking met bestaande door koralen gedomineerde systemen. Er zijn riffen gemeld waar sponzen al de meest voorkomende taxa zijn uit Indonesië en de centrale Stille Oceaan. Sommige onderzoekers zijn ook van mening dat veel Caribische riffen grotendeels worden gedomineerd door sponzen.

Recent onderzoek heeft gemodelleerd hoe rifecosystemen met een verhoogde overvloed aan sponzen zouden functioneren. Het benadrukte de noodzaak om beter te begrijpen hoe veranderingen in de dominante groep riforganismen de mariene voedselwebben kunnen veranderen. Hoewel het onwaarschijnlijk is dat door sponzen gedomineerde riffen mensen dezelfde hulpbronnen zouden verschaffen als koraalriffen, ze bieden leefgebied en voedsel voor sommige rifsoorten. Ze zijn ook verantwoordelijk voor het recyclen van voedingsstoffen en dragen bij aan structurele complexiteit die positieve effecten zou moeten hebben op de biodiversiteit van riffen.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.