Koraalriffen over de hele wereld worden geconfronteerd met groeiend gevaar door een veranderend klimaat, bovenop de historische bedreigingen van lokale vervuiling en vernietiging van habitats. In antwoord, wetenschappers onderzoeken nieuwe interventies die de potentie hebben om koraalrifschade door opwarmende en verzurende oceanen te vertragen. De interventies omvatten een breed scala aan fysieke en biologische benaderingen voor het vergroten van de stabiliteit van koraalriffen, maar ze zijn alleen op kleine schaal getest.

Een nieuw rapport van de National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine onderzoekt deze veerkrachtinstrumenten en biedt besluitvormers een proces dat ze kunnen volgen bij het overwegen om een ​​of meer van de nieuwe benaderingen te gebruiken.

Veel van de nieuwe interventies zijn bedoeld om de natuurlijke veerkracht te versterken, zoals laboratoriumkweek van koralen die een grotere hittebestendigheid vertonen. Andere methodes, sommige alleen aan de horizon, zoals genetische manipulatie van koralen, zou op een dag nieuwe niveaus van stresstolerantie kunnen introduceren. uiteindelijk, alle ingrepen veranderen het rif op de een of andere manier. Deze wijzigingen zullen resulteren in voordelen die verschillen tussen sites, en ze kunnen verschillende onbedoelde gevolgen hebben - wat betekent dat de risico's en voordelen lokaal moeten worden afgewogen, zegt het rapport.

"Het handhaven van de stabiliteit van koraalriffen in het licht van lokale en klimaatstressoren is een belangrijk doel voor het ondersteunen van het menselijk welzijn over de hele wereld, " zei Stephen Palumbi, voorzitter van de 12-koppige commissie die het rapport schreef, en Jane en Marshall Steel Jr. Professor in Marine Sciences aan de Stanford University. "Veel nieuwe interventies zijn veelbelovend voor deze inspanningen, maar ze verschillen sterk in hun gereedheidsniveaus, en de uitvoering ervan vereist zorgvuldige aandacht voor de regionale context."

Nieuwe oplossingen voor groeiende bedreigingen

Sinds de jaren tachtig, de dekking van tropische koraalriffen over de hele wereld is met ongeveer 30% tot 50% afgenomen. Vervuiling, vernietiging van leefomgeving, en overbevissing zijn op veel plaatsen al lang de boosdoeners, maar steeds meer koraalrifverlies kan worden toegeschreven aan een veranderend klimaat. Stijgende watertemperaturen verhogen de frequentie van massale bleekgebeurtenissen en zorgen ervoor dat ziekte-uitbraken vaker voorkomen. En naarmate het oceaanwater zuurder wordt door het absorberen van koolstofdioxide, het zal moeilijker worden voor koralen om te groeien en hun skeletten te behouden.

De vernietiging van koraalriffen heeft ernstige menselijke kosten, omdat veel kustgemeenschappen voor visserij en toerisme afhankelijk zijn van lokale riffen. Koraalriffen absorberen ook energie van de golven die eroverheen gaan, kustgemeenschappen te bufferen tegen verwoestende stormen.

Als reactie op deze bedreigingen onderzoekers ontwikkelen nieuwe manieren om de persistentie van koralen in een veranderend klimaat te verbeteren - 23 daarvan werden beschreven in het eerste rapport dat afgelopen november door de commissie werd uitgebracht.

De nieuwe commissie van eindrapport bevat een beoordeling van de technische gereedheid van verschillende interventies. Sommige kunnen nu worden gebruikt, bijvoorbeeld het vooraf blootstellen van koralen aan milde opwarming om hun tolerantie voor grotere hitteniveaus te verbeteren. Met meer onderzoek en testen, andere zijn mogelijk beschikbaar voor gebruik in de komende twee tot vijf jaar, zoals het gebruik van antibiotica om ziekten te behandelen, het mengen van koel water in rifhabitats, of schaduw koralen tegen zonlicht en hitte. Nog andere voorgestelde interventies, bijvoorbeeld het gebruik van tools zoals CRISPR/Cas9 om koralen genetisch te manipuleren om ze beter bestand te maken tegen bedreigingen - er is aanzienlijk meer onderzoek en ontwikkeling nodig, en zijn minstens een decennium verwijderd.

"Hoewel al deze interventies enig risico met zich meebrengen, het risico van niets doen neemt jaar na jaar toe, " zei commissielid Nancy Knowlton, voormalig houder van de Sant Chair in Marine Science aan het Smithsonian Institution.

Het kiezen van de juiste interventiestrategie is een lokale, stakeholdergestuurde beslissing

Of een specifieke interventie (of een combinatie van interventies) geschikt is, hangt niet alleen af ​​van de technische gereedheid, maar op elke specifieke ecologische en sociale omgeving, benadrukt het rapport. Lokale factoren zoals de mate van rifdegradatie, de kwaliteit van het water, en de beschikbare middelen en infrastructuur zullen bepalen of een interventie nodig of nuttig is.

Even belangrijk is of de interventie aanvaardbaar is voor een gemeenschap, zegt het rapport. Gedurende het hele besluitvormingsproces, het is belangrijk om een ​​brede groep belanghebbenden te betrekken, zowel om doelstellingen vast te stellen als om een ​​handelwijze te kiezen die de waarden van de gemeenschap weerspiegelt. "Betrokkenheid van belanghebbenden maakt het mogelijk om interventies te kiezen met verwachte resultaten die aansluiten bij de doelen van de gemeenschap, " zei commissielid Marissa Baskett, hoogleraar milieuwetenschap en -beleid aan de Universiteit van Californië, Davy.

Het rapport beveelt ook aan dat koraalrifmanagers een "adaptieve management" -aanpak volgen bij het nemen van beslissingen over interventies - een benadering die onzekerheid erkent en leert om strategieën in de loop van de tijd aan te passen en te verbeteren. "De wetenschap van koraalrifinterventies is nog jong, en bepaalde omgevingen kunnen er op verschillende manieren op reageren. Dus door een gestructureerde en adaptieve besluitvormingsbenadering te gebruiken, kunnen managers beslissingen nemen, zelfs als er onzekerheid is, ' zei Palmi.

De eerste stap van de adaptieve managementcyclus is het stellen van doelen en doelstellingen samen met belanghebbenden, waarmee de effecten van interventies kunnen worden vergeleken, en het schetsen van aanvaardbare handelwijzen. Lokaal op maat gemaakte modellen van koraalrifdynamiek, en hoe ze veranderen met verschillende interventies, zijn een noodzakelijk hulpmiddel om de impact van verschillende interventiestrategieën op koraalrifresultaten te evalueren en te vergelijken. Het ontwikkelen van een succesvol modelleringskader vereist een aanzienlijke inspanning, het rapport concludeert, maar het loont de moeite om de risico's van nieuwe interventies te beoordelen in vergelijking met de risico's die ontstaan ​​door geen actie te ondernemen.

Naarmate strategieën worden geïmplementeerd, inspanningen moeten worden geleverd om de effecten van interventies te monitoren om de kennis over hun effecten te vergroten, hun resultaten evalueren, en communiceren met belanghebbenden. Op basis van de waargenomen effecten, managers kunnen dan hun aanpak voortzetten of aanpassen als dat nodig is.

Het vermogen om weloverwogen beslissingen te nemen en effectief nieuwe interventies te implementeren zou kunnen worden verbeterd als de resterende lacunes in het onderzoek - zowel op de interventies als op koralen zelf - werden opgevuld, zegt het rapport. Het identificeert prioritaire gebieden voor onderzoek in elementaire koraalbiologie, beoordelingen op locatie, verbetering van interventies, en verbeteringen in risicobeoordeling en modellering. Verhogen van het gebruiksgemak en de schaal van gebruik van verschillende interventies, zodat gemeenschappen een grotere toolbox hebben om uit te kiezen, zijn belangrijke onderzoeksdoelen.

"We moeten ook het belangrijkste probleem van de uitstoot van broeikasgassen aanpakken en oplossen, " zei Palumbi. "Maar de rijkdom aan interventie-opties geeft ons enige hoop dat we koraalriffen kunnen helpen de volgende eeuw succesvol te overleven als divers, productief, en mooie plekjes in de zee."

De studie - uitgevoerd door de Commissie voor interventies om de veerkracht van koraalriffen te vergroten - werd gesponsord door NOAA en de Paul G. Allen Family Foundation. De Nationale Academies zijn privé, non-profit instellingen die onafhankelijke, objectieve analyse en advies aan de natie om complexe problemen op te lossen en openbare beleidsbeslissingen met betrekking tot wetenschap te informeren, technologie, en geneeskunde. Ze opereren onder een congreshandvest uit 1863 van de National Academy of Sciences, ondertekend door president Lincoln. Voor meer informatie, bezoek nationalacademies.org.