Koraalriffen bestaan ​​uit massieve calciumcarbonaatskeletten. Een nieuwe studie, gepubliceerd in wetenschappelijke vooruitgang op 16 januari 2019, geeft inzicht in het verkalkingsproces dat leidt tot de vorming van deze skeletten. Het ophelderen van koraalverkalking is de sleutel tot een dieper begrip en betere voorspellingen van hoe en waarom koraalriffen reageren op veranderingen in het milieu, zoals verzuring van de oceaan.

"Door microscopie en microsensormetingen te combineren, we hebben direct calcium gemeten, carbonaat en pH op de plaats van verkalking in koraalmicrokolonies van Stylophora pistillata en leidde daaruit belangrijke carbonaatchemische parameters af. We laten zien dat alle gemeten en afgeleide parameters bij het koraal hoger zijn dan in het omringende zeewater. Dit wijst op het belang van calcium- en koolstofconcentratiemechanismen die actief worden gereguleerd door het koraal om zijn skelet te vormen, " zegt hoofdauteur Duygu Sevilgen, wetenschapper aan het CSM en voormalig PhD-student aan het Max-Planck-Instituut voor Mariene Microbiologie.

Het meten van deze belangrijke parameters op de plaats van verkalking in levende koraalmonsters (waar de eerste kristallen worden gevormd voordat ze samensmelten om het massieve skelet te bouwen) is technisch zeer uitdagend. Eerdere studies met micro-elektroden zijn "blind, " en werden gehinderd door onzekerheid over de juiste plaatsing van de micro-elektroden in het verkalkende medium. Als zodanig, de meeste kennis van vandaag is gebaseerd op geochemische handtekeningen in dode skeletten, in plaats van metingen in levende koralen.

Sevilgen en haar collega's hebben deze problemen overwonnen door in vivo microscopie te gebruiken om de micro-elektroden in het verkalkende medium te oriënteren, het minimaliseren van verstoring van de koraalfysiologie. "Voor vele jaren, een van onze sterke punten bij de CSM was het kweken van koralen onder gecontroleerde omstandigheden en het ontwikkelen van geavanceerde technieken om de fysiologie van levende koralen te analyseren, " zegt Sylvie Tambutté, onderzoeksdirecteur bij het CSM.

Alexander Ven, senior wetenschapper bij de CSM, legt verder uit:"Er zijn veel belangrijke gegevens over de verkalkende vloeistof beschikbaar in de literatuur over koralen. waarden verkregen door verschillende methoden vertonen een grote variabiliteit. Als eerste stap in ons onderzoek, we hebben twee methoden gecombineerd om de pH te meten (een pH-gevoelige fluorescerende kleurstof en pH-microsensoren) en hebben optisch geverifieerd dat we op dezelfde plek en op hetzelfde moment meten. Door dit te doen konden we aantonen dat wanneer gemeten op dezelfde tijd en plaats, methoden inderdaad eens, verduidelijking van verschillen in eerdere bevindingen. Dit benadrukt het nut en het belang van optische verificatie tijdens het gebruik van microsensoren om een ​​juiste plaatsing in het koraal te garanderen."

De studie presenteert belangrijke inzichten die relevant zijn voor toekomstige microsensor- en modelleringsbenaderingen die de carbonaatchemie en -dynamiek tijdens de vorming van carbonaatkristallen in koralen aanpakken.