Een nieuwe studie door de Universiteit van Southampton heeft onthuld waarom sommige koralen een oogverblindend kleurrijk scherm vertonen, in plaats van wit te worden, wanneer ze lijden aan 'koraalverbleking' - een aandoening die riffen kan verwoesten en wordt veroorzaakt door de opwarming van de oceaan. De wetenschappers achter het onderzoek denken dat dit fenomeen een teken is dat koralen vechten om te overleven.

Veel koraaldieren leven in een fragiel, wederzijds voordelige relatie, een 'symbiose' met minuscule algen ingebed in hun cellen. De algen krijgen beschutting, koolstofdioxide en voedingsstoffen, terwijl de koralen fotosynthetische producten ontvangen om aan hun energiebehoeften te voldoen. Als de temperatuur slechts 1 C boven het gebruikelijke zomermaximum stijgt, deze symbiose breekt af; de algen gaan verloren, het witte kalksteenskelet van het koraal schijnt door zijn transparante weefsel en er vindt een schadelijk proces plaats dat bekend staat als 'koraalverbleking'.

Deze toestand kan dodelijk zijn voor het koraal. Als het levende weefsel eenmaal verdwenen is, het skelet wordt blootgesteld aan de eroderende krachten van de omgeving. Binnen enkele jaren, een heel koraalrif kan instorten en veel van de biodiversiteit die afhankelijk is van zijn complexe structuur gaat verloren - een scenario dat momenteel de toekomst van riffen over de hele wereld bedreigt.

Echter, sommige blekende koralen ondergaan een, tot nu, mysterieuze transformatie - met een reeks verschillende felle neonkleuren. Waarom dit gebeurt, is nu uitgelegd door een team van wetenschappers van het Coral Reef Laboratory van de University of Southampton, die hun gedetailleerde inzichten in het tijdschrift hebben gepubliceerd Huidige biologie .

De onderzoekers voerden een reeks gecontroleerde laboratoriumexperimenten uit in de koraalaquariumfaciliteit van de Universiteit van Southampton. Ze ontdekten dat tijdens kleurrijke bleekgebeurtenissen, koralen produceren wat in feite een eigen zonneschermlaag is, zichzelf te laten zien als een kleurrijk display. Verder, men denkt dat dit proces de koraalsymbionten aanmoedigt om terug te keren.

Professor Jörg Wiedenmann, hoofd van het Coral Reef Laboratory van de Universiteit van Southampton legt uit:"Ons onderzoek toont aan dat kleurrijk bleken een zelfregulerend mechanisme met zich meebrengt, een zogenaamde optische feedbacklus, waarbij beide partners van de symbiose betrokken zijn. Bij gezonde koralen, veel van het zonlicht wordt opgenomen door de fotosynthetische pigmenten van de algensymbionten. Als koralen hun symbionten verliezen, het overtollige licht gaat heen en weer in het dierlijke weefsel - gereflecteerd door het witte koraalskelet. Dit verhoogde interne lichtniveau is erg stressvol voor de symbionten en kan hun terugkeer vertragen of zelfs voorkomen nadat de omstandigheden weer normaal zijn geworden.

"Echter, als de koraalcellen nog ten minste enkele van hun normale functies kunnen uitvoeren, ondanks de omgevingsstress die het bleken veroorzaakte, de verhoogde interne lichtniveaus zullen de productie van kleurrijke, lichtbeschermende pigmenten. De resulterende zonnebrandlaag zal vervolgens de terugkeer van de symbionten bevorderen. Naarmate de herstellende algenpopulatie het licht weer opneemt voor hun fotosynthese, de lichtniveaus in het koraal zullen dalen en de koraalcellen zullen de productie van de kleurrijke pigmenten tot hun normale niveau verlagen."

De onderzoekers geloven dat koralen die dit proces ondergaan, waarschijnlijk episodes van milde of korte opwarming van de oceaan of verstoringen in hun voedingsomgeving hebben meegemaakt, in plaats van extreme gebeurtenissen.

Dr. Cecilia D'Angelo, Docent Moleculaire Koraalbiologie aan Southampton, commentaar:"Bleken is niet altijd een doodvonnis voor koralen, het koraaldier kan nog leven. Als de stressgebeurtenis mild genoeg is, koralen kunnen de symbiose met hun algenpartner herstellen. Helaas, recente afleveringen van wereldwijde verbleking veroorzaakt door ongewoon warm water hebben geleid tot een hoge koraalsterfte, waardoor de koraalriffen van de wereld worstelen om te overleven."

Dr. Elena Bollati, Onderzoeker aan de National University Singapore, die dit onderwerp bestudeerde tijdens haar Ph.D. opleiding aan de Universiteit van Southampton, voegt toe:"We hebben de temperatuurgeschiedenis van bekende kleurrijke bleekgebeurtenissen over de hele wereld gereconstrueerd met behulp van satellietbeelden. Deze gegevens komen uitstekend overeen met de conclusies van onze gecontroleerde laboratoriumexperimenten, wat suggereert dat kleurrijke bleking optreedt in combinatie met korte of milde afleveringen van hittestress."

De wetenschappers worden aangemoedigd door recente rapporten die suggereren dat er in sommige delen van het Great Barrier Reef kleurrijke bleking heeft plaatsgevonden tijdens de meest recente massale bleking daar in maart-april 2020. Ze denken dat dit de hoop wekt dat op zijn minst enkele delen van 's werelds grootste rifsysteem wellicht betere herstelvooruitzichten hebben dan anderen, maar benadrukken dat alleen een significante vermindering van broeikasgassen op wereldschaal en aanhoudende verbetering van de waterkwaliteit op regionaal niveau koraalriffen kunnen redden na de 21e eeuw.