Zuurstof is leven, in of uit het water, bezorgdheid uit over het feit dat afnemende zuurstofvoorraden in de oceaan een extra milieubelasting toevoegen aan de toch al zeer kwetsbare ecosystemen van koraalriffen. Hoewel de dubbele effecten van oceaanopwarming en verzuring goed zijn bestudeerd, tot nu toe was er beperkt begrip van hoe de groeiende dreiging van deoxygenatie van de oceaan van invloed kan zijn op het vermogen van koralen om te functioneren en uiteindelijk riffen te vormen.

Een uniek deoxygenation-reoxygenation stress-experiment heeft onderzoekers van de University of Technology Sydney (UTS), Universiteit van Konstanz en Universiteit van Kopenhagen inzicht in hoe koralen omgaan met deoxygenatiestress en de belangrijkste genen die waarschijnlijk leiden tot gevarieerde stressgevoeligheid die vaak resulteert in koraalverbleking.

De studie, gepubliceerd in Global Change Biologie ontdekte dat, net als andere dieren en mensen, koralen hebben een soortgelijke, geavanceerde reactie op lage zuurstofniveaus, of hypoxie. De reactie wordt vaak geactiveerd tijdens zuurstofarme inspanning en kankergroei bij mensen

"Oceaan deoxygenatie is mogelijk een grotere en directere bedreiging voor de overleving van koraalriffen dan opwarming en verzuring van de oceaan." hoofdauteur en UTS Ph.D. kandidaat in de Rachel Alderdice gezegd.

"Koraalriffen worden in toenemende mate blootgesteld aan lage zuurstofgebeurtenissen als gevolg van klimaatverandering en plaatselijke vervuiling, vaak veroorzaakt door het wegvloeien van voedingsstoffen.

"De mate waarin koralen het risico lopen van toekomstige dalingen van de zuurstofniveaus in de oceaan op de achtergrond, is afhankelijk van hun hypoxiedetectie- en responssystemen, dus om dit genresponssysteem te kunnen identificeren, is significant en opwindend, "Mevrouw Alderdice, van het UTS Climate Change Cluster(C3) Future Reefs Research Programme, zei.

Het unieke stress-experiment bracht deoxygenatie-stress in lijn met de natuurlijke nacht-dagcyclus van gewone rifbouwende koralen van het Great Barrier Reef. Transcriptomische RNA-sequencing onthulde de tot expressie gebrachte sleutelgenen die keystone-soorten zoals Acropora tenuis helpen reageren op, en tolereren, laag zuurstofgehalte.

Uit het onderzoek bleek echter ook dat niet al het koraal even gevoelig bleek voor hypoxie.

"We ontdekten dat die koralen die verbleken een vertraagde, minder effectieve programmering van hun hypoxie-responsgensysteem in vergelijking met het niet-gebleekte koraal. De verschillen in programmeermogelijkheden voor dit sleutelgensysteem kunnen van fundamenteel belang zijn om te begrijpen wat het vermogen van koralen dicteert om omgevingsstress te verdragen - en uiteindelijk hoe de toekomst voor koraalriffen nauwkeuriger kan worden voorspellen, " Universiteit van Konstanz, en senior auteur, Dr. Christian Voolstra zei:

De onderzoekers zeggen dat de identificatie van dergelijke 'common switch'-genrepertoires voor stress een nieuwe manier zou kunnen bieden om genen van belang te identificeren om nieuwe diagnostiek te leiden voor verbeterd rifkoraalbeheer of als doelwit voor selectief fokken van 'rifrestauratie'-inspanningen gericht op het vergroten van koraal stressbestendigheid.

Co-auteur universitair hoofddocent David Suggett, die het UTS C3 Future Reefs Research Program leidt, zei:"Een fundamentele zorg die we op dit moment hebben, is of koralen en riffen al de effecten van subletale O2-stress voelen. We zijn zo bezig geweest met het ontrafelen van de effecten van opwarming en verzuring van de oceaan, we zijn deoxygenatie vergeten, ondanks zijn levensondersteunende rol en dat zuurstof een eigenschap van de oceaan is die we goed kunnen meten".

"Dit werk bevestigt onze recente analyse dat voortdurende deoxygenatie van de oceaan een cruciale rol zal spelen bij het vormgeven van de toekomst van onze riffen, en nog een reden om de klimaatverandering dringend aan te pakken, " hij zei.