Koraalriffen behoren tot de meest diverse en productieve ecosystemen op onze planeet. Maar als gevolg van klimaatverandering en andere menselijke stressoren, rifbouwende koralen die zich voortplanten door middel van broadcast-paaien - de gelijktijdige afgifte van eieren en sperma in open water - kunnen nu met uitsterven worden bedreigd.

Uit een nieuwe studie van de Universiteit van Tel Aviv blijkt dat de sterk gesynchroniseerde, iconische paaigebeurtenissen van bepaalde rifbouwende koralen in de Golf van Eilat/Aqaba, Rode Zee, zijn in de loop van de tijd volledig veranderd en verloren hun vitale synchronie, de kans op een succesvolle bevruchting drastisch verminderen.

Volgens het onderzoek is onder leiding van Prof. Yossi Loya en Ph.D. kandidaat Tom Shlesinger van TAU's School of Zoology en gepubliceerd in Wetenschap op 6 sept. de ineenstorting van de synchronisatie van koraalpaaien heeft geleid tot een gebrek aan nieuwe rekruten en stagnerende vergrijzende populaties, omstandigheden scheppen voor uitsterven.

"Koraal paaien, vaak omschreven als 'de grootste orgie ter wereld, ' is een van de grootste voorbeelden van gesynchroniseerde verschijnselen in de natuur, " legt prof. Loya uit. "Een keer per jaar, duizenden koralen langs honderden kilometers koraalrif laten hun eitjes en sperma gelijktijdig vrij in het open water, waar de bevruchting later zal plaatsvinden. Aangezien zowel de eieren als het sperma van koralen slechts enkele uren in het water kunnen blijven, de timing van dit evenement is van cruciaal belang."

Succesvolle bevruchting, die alleen binnen dit smalle tijdvenster kan plaatsvinden, heeft geleid tot de evolutie van een nauwkeurige paaisynchronisatie. Een dergelijke synchroniciteit is afhankelijk van omgevingsfactoren:zeetemperatuur, zonnestraling, wind, de stand van de maan en het tijdstip van zonsondergang.

in 2015, de onderzoekers begonnen met een langetermijnmonitoring van koraalpaaien in de Golf van Eilat/Aqaba. Ruim vier jaar, ze voerden 225 nachtelijke veldonderzoeken uit die elk drie tot zes uur duurden tijdens het jaarlijkse koraalreproductieseizoen van juni tot september en registreerden het aantal paaiende individuen van elke koraalsoort.

"We hebben gevonden dat, in enkele van de meest voorkomende koraalsoorten, de paaisynchronisatie was grillig geworden, in tegenstelling tot zowel het algemeen aanvaarde paradigma van zeer synchrone koraalspawning als studies die decennia geleden op exact dezelfde riffen zijn uitgevoerd, ', zegt Shlesinger.

De onderzoekers onderzochten vervolgens of deze afbraak in paaisynchronie zich vertaalde in reproductief falen. Ze brachten duizenden koralen in kaart binnen permanente rifpercelen, bezocht deze percelen vervolgens elk jaar opnieuw om veranderingen in de koraalgemeenschap te onderzoeken en te volgen, d.w.z. hoeveel koralen van een bepaalde soort waren gestorven in vergelijking met nieuwe juvenielen die voor het rif waren gerekruteerd.

"Hoewel het leek alsof de algehele staat van de koraalriffen bij Eilat redelijk goed was en we elk jaar veel nieuwe koralen vonden die naar de riffen rekruteerden, voor die soorten die lijden aan de afbraak in paaisynchronisatie, er was een duidelijk gebrek aan rekrutering van nieuwe jeugdige generaties, wat betekent dat sommige soorten die momenteel overvloedig lijken te zijn, mogelijk bijna uitsterven door reproductief falen, ', zegt Shlesinger.

"Verschillende mogelijke mechanismen kunnen de oorzaak zijn van de storing in de paaisynchronisatie die we hebben gevonden, Prof. Loya besluit. "Bijvoorbeeld temperatuur heeft een sterke invloed op de voortplantingscycli van koraal. In onze studieregio de temperaturen stijgen snel, met een snelheid van 0,31 graden Celsius per decennium, en we suggereren dat de hier gerapporteerde uitsplitsing van de paaisynchronisatie een mogelijk subletaal effect van de opwarming van de oceaan kan weerspiegelen. Een ander aannemelijk mechanisme kan verband houden met endocriene (hormonale) verstorende verontreinigende stoffen, die zich ophopen in mariene omgevingen als gevolg van voortdurende menselijke activiteiten die vervuiling met zich meebrengen."

"Ongeacht de exacte oorzaak die heeft geleid tot deze afname van de paaisynchronisatie, onze bevindingen dienen als een tijdige wake-up call om deze subtielere uitdagingen voor het overleven van koraal te overwegen, die zeer waarschijnlijk ook van invloed zijn op andere soorten in andere regio's, "zegt Shlesinger. "Op een positieve noot, het identificeren van vroege waarschuwingssignalen van dergelijke reproductieve mismatches zal ertoe bijdragen onze toekomstige onderzoeks- en instandhoudingsinspanningen te richten op juist die soorten die een potentieel risico lopen op achteruitgang, lang voordat ze zelfs maar enige zichtbare tekenen van stress of sterfte vertonen."