Door stijgende watertemperaturen komt koraalverbleking steeds vaker voor en onderwaterlandschappen vol sneeuwwitte koralen blijven achter. Hoewel dit er mooi uit kan zien, is koraalverbleking een zeer stressvolle toestand voor de koralen die ze maar kort kunnen overleven.

Koralen zijn van groot belang voor de biodiversiteit in de oceanen. Ongeveer 25% van de mariene diersoorten is afhankelijk van koralen, bijvoorbeeld als leefgebied of via de voedselketen^{1, 2}. Een bedreiging van koraal vormt dus een groot probleem voor veel soorten. En volgens voorspelling wordt tegen 2030 zo'n 60% van alle koralen wereldwijd ernstig bedreigd door klimaatverandering en andere menselijke activiteiten zoals overbevissing en vervuiling^{3, 4}. Dit klinkt erg somber, maar er wordt gelukkig veel gedaan om dit probleem aan te pakken. Over de hele wereld proberen wetenschappers manieren te vinden om de koraalriffen te redden. Een voorbeeld is het kweken van koralen die beter bestand zijn tegen de warmte. Een andere benadering is het verbeteren van de samenstelling van de microben die leven op het oppervlak van koralen. Dit jaar werd hierover een veelbelovende studie gepubliceerd in het tijdschrift Nature. Om deze studie te begrijpen, is het handig om wat meer te weten over koralen en hun levensstijl.

The Coral Way of Life

Koralen zijn eigenlijk geen individuele organismen, maar kolonies van kleine neteldieren, een groep organismen waar kwallen en zeeanemonen ook bij horen. Ze zitten vast aan de zeebodem, waardoor veel mensen ze voor planten aanzien, terwijl het eigenlijk dieren zijn. Een van de belangrijkste overlevingsstrategieën van koraal is hun samenwerking met kleine algen. De koralen bieden bescherming, terwijl de algen voedingsstoffen leveren via fotosynthese. De felle kleuren die we met koralen associëren, komen eigenlijk van deze algen en zijn dus een teken dat ze in de koralen aanwezig zijn. Als het water echter te warm wordt, produceren de algen schadelijke stoffen, zogenaamde reactieve zuurstofsoorten (aangegeven met de op Engels gebaseerde afkorting ROS). Deze stoffen kunnen grote schade aanrichten aan de koralen. Om dit te voorkomen, stoten de koralen de algen uit, waardoor ze hun felle kleuren verliezen. Hoewel dit op het eerste gezicht een oplossing lijkt, betekent het ook dat de koralen hun belangrijkste voedselbron kwijtraken. Als de watertemperatuur niet snel genoeg daalt en de algen niet terugkeren, sterven de koralen uiteindelijk van de honger.

Het Koraal Microbioom

Hier komt het koraal microbioom in beeld, de gemeenschap van micro-organismen die op de koralen leven. Sommige microben kunnen de schadelijke ROS opruimen en voedingsstoffen leveren aan de koralen. Wetenschappers vroegen zich af of het toevoegen van meer van deze nuttige bacteriën aan het microbioom de koralen zou kunnen helpen om beter bestand te zijn tegen hittestress. Het idee is om de koralen te behandelen met een probioticum, een mix van goede bacteriën, zodat deze bacteriën zich in het koraal microbioom kunnen vestigen. Een studie uit 2018 toonde aan dat het behandelen van koralen van het geslacht Pocillopora met nuttige microben het verbleken door hitte verminderde in het lab⁵. Hoewel dit veelbelovend is, was het nog onduidelijk of probiotica hetzelfde effect zouden hebben in de natuur. Daarnaast moesten mogelijke negatieve gevolgen van de microbiële behandeling op de rest van het ecosysteem rond het koraal nog onderzocht worden.

Probiotica voor Koralen

Onderzoekers van de King Abdullah Universiteit voor Wetenschap en Technologie in Saoedi-Arabië hebben dit onderzocht en hun resultaten dit jaar gepubliceerd in Nature⁶. Net als in de eerdere studie behandelden ze koralen van het geslacht Pocillopora met een probioticum. Deze keer werd de studie echter uitgevoerd in de Rode Zee. Ze konden aantonen dat de nuttige bacteriën uit het probioticum toenamen in het microbioom van de koralen, zolang de behandeling werd voortgezet. Verrassend genoeg namen ook andere nuttige microben toe die niet in het probioticum zaten, terwijl het aantal schadelijke bacteriën afnam.

Bijwerkingen

De onderzoekers onderzochten ook of er ongewenste effecten waren op het omringende zeewater en sediment, aangezien het doel juist is om te voorkomen dat de omgeving schade oploopt door menselijke interventies. En gelukkig werden er geen negatieve gevolgen gevonden.

Omdat er tijdens de studieperiode geen koraalverbleking optrad, kon nog niet worden bepaald of het probioticum de koralen echt hielp om beter bestand te zijn tegen hittestress in de natuur. Dit moet in toekomstige studies nog verder worden onderzocht. Toch zijn deze resultaten veelbelovend en brengen ze ons een stap dichter bij het behoud van koraalriffen in een opwarmende wereld. Ondertussen gaat de missie om de koraalriffen te redden door, zodat toekomstige generaties de kans krijgen om deze kleurrijke en levendige ecosystemen in het echt te zien, en niet alleen in oude documentaires.

Bronnen

1. Fisher, R., et al., Species Richness on Coral Reefs and the Pursuit of Convergent Global Estimates. Current Biology, 2015. 25(4): p. 500-505.
   

2. Hoegh-Guldberg, O., et al., Coral Reef Ecosystems under Climate Change and Ocean Acidification. Frontiers in Marine Science, 2017. 4.
   

3. Hughes, T.P., et al., Global warming transforms coral reef assemblages. Nature, 2018. 556(7702): p. 492-496.
   

4. Voolstra, C.R., R.S. Peixoto, and C. Ferrier-Pagès, Mitigating the ecological collapse of coral reef ecosystems: Effective strategies to preserve coral reef ecosystems: Effective strategies to preserve coral reef ecosystems. EMBO Rep, 2023. 24(4): p. e56826.
   

5. Rosado, P.M., et al., Marine probiotics: increasing coral resistance to bleaching through microbiome manipulation. The ISME Journal, 2018. 13(4): p. 921-936.

6. Delgadillo-Ordoñez, N., et al., Probiotics reshape the coral microbiome in situ without detectable off-target effects in the surrounding environment. Communications Biology, 2024. 7(1): p. 434.