Coral Bleaching

1 Introductie

Als je aan een koraalrif denkt zie je waarschijnlijk meteen de prachtige kleurrijke beelden van een National Geographic documentaire voor je. Of misschien heb je zelf al eens gedoken of gesnorkeld in de Rode Zee, rondom de Nederlandse Antillen of bij het Grote Barrière Rif in Australië (figuur 1). Koraalriffen komen voor in de tropen, in het ondiepe zeewater voor de kust van eilanden of continenten (figuur 2). Een gezond koraalrif is een perfecte leefomgeving voor tropische vissen, zeeëgels, kreeftachtigen en allerlei andere organismen.

Figuur 1: Een duiker bekijkt de prachtig gekleurde koralen op een tropisch rif. Op de riffen komen veel tropische vissen en andere organismen voor.

Koraal lijkt op het eerste gezicht misschien meer op een plant, maar in werkelijkheid zijn koraalorganismen dieren. Omdat deze koraaldieren wel samenleven met planten hebben koraalriffen een hoge primaire productie (de energie die hiervoor nodig is komt van fotosynthese). Door deze hoge primaire productie en de hoge biodiversiteit, worden koraalriffen ook wel ‘de tropische regenwouden van de zee’ genoemd.

Figuur 2: Koraalriffen, voor de kust van tropische eilanden en continenten, zijn de tropische regenwouden van de zee.

Koraalriffen zijn méér dan alleen betoverend mooi (figuur 2) en belangrijk voor de natuur als unieke ecosystemen. Ook de mens kan niet zonder het rif. Miljoenen mensen leven bijvoorbeeld van de vissen die ze op het rif vangen. Ook vormen de riffen een natuurlijke golfbreker, waardoor ze de kust beschermen tegen golfslag en afkalving. Daarnaast worden er steeds meer rifproducten ontdekt die van pas komen bij de ontwikkeling van medicijnen in de farmaceutische industrie.

De laatste vijftien jaar gaat het niet goed met koraalriffen. Steeds meer koraalriffen verliezen hun kleur. Het aangetaste koraal ziet er uit alsof het is gebleekt. Dit verschijnsel wordt dan ook coral bleaching (engels voor ‘koraal bleking’) genoemd. Als het koraal te lang gebleekt blijft gaat het uiteindelijk dood. Coral bleaching komt inmiddels op riffen over de hele wereld voor (figuur 3).

Figuur 3: Koraal dat is aangetast door coral bleaching

Om te kunnen begrijpen wat coral bleaching precies inhoudt is het belangrijk eerst aandacht te besteden aan de biologie van het koraalorganisme. Vervolgens wordt ingegaan op de oorzaken voor de achteruitgang van koraalriffen wereldwijd en welke rol coral bleaching hierin speelt. Wat zijn de mechanismen achter coral bleaching? En, in hoeverre is de mens verantwoordelijk voor dit verschijnsel?

2 De biologie van het koraal

2.1 Het koraaldiertje

Levende koraaldiertjes (poliepen) zijn hooguit een paar centimeter groot. Ze leven in een doosje van kalk, het exoskelet. Van daaruit plukken ze met hun tentakels plankton uit het water. De koraalpoliepen leven samen in grote kolonies (figuur 4). De poliepen hechten zich met slijmerig weefsel aan elkaar. Overdag trekken de koraalpoliepen zich terug in hun kalkskelet. Het koraalrif ziet er dan uit als berg van steen. Maar ‘s nachts, wanneer de poliepen hun tentakels uitsteken, krijgt het rif een zacht en donzig uiterlijk.

Figuur 4: Een kolonie van koraalpoliepen (bovenaanzicht)

2.2 Zoöxanthellen, de huisgenoten van het koraal

In de koraalpoliepen leven, als een soort huisgenoten, ééncellige kalkwieren (heel kleine plantjes). Deze eencellige wieren worden zoöxanthellen genoemd (figuur 5). Zij zijn het die, met behulp van energie uit fotosynthese, kalk uit het zeewater halen en zo het materiaal leveren voor het skelet van de koraalpoliep. In ruil voor deze dienst wonen ze veilig in het huisje dat ze zelf hebben helpen bouwen. Deze samenwerking tussen het koraaldiertje en de zoöxanthellen noemen we een mutualistische symbiose. Een mutualistische symbiose kun je je voorstellen als een “voor-wat-hoort-wat”-strategie: zowel de koraaldiertjes als de zoöxanthellen profiteren van het feit dat ze bij elkaar leven (mutuus = lenen, wisselen; sym = samen; bio = leven). De zoöxanthellen gebruiken de afvalstoffen van hun gastheer (de koraalpoliep) en het zonlicht voor hun fotosynthese, het koraal profiteert van het kalkskelet en de zuurstof die door de zoöxanthellen worden geproduceerd.

Figuur 5: De zoöxanthellen leven in de tentakels van de koraalpoliep. Rechts, een vergroting van de zoöxanthellen.

2.3 Het koraalrif groeit

Als de koraalpoliep dood gaat, blijft het exoskelet achter. Deze koraalskeletjes vormen de ondergrond voor weer nieuwe koraalpoliepen. Een koraalrif kan op deze manier tientallen meters hoog worden. Koraalriffen zijn dus eigenlijk een opeenstapeling van de exoskeletten van dode koraalpoliepen (figuur 6). Dat een rif steeds hoger wordt is noodzakelijk. De zoöxanthellen die in de poliepen leven hebben zonlicht nodig voor hun fotosynthese (zoals alle planten). De zeebodem heeft echter de neiging onder het gewicht van een rif ieder jaar een beetje in te zakken. Om dicht genoeg bij het oppervlak van het zeewater te blijven, waar het zonlicht sterk genoeg is voor de fotosynthese, moet het rif steeds naar boven blijven groeien.

Figuur 6: De levende koraalpoliepen groeien op de exoskeletjes van dood koraal.

2.4 Kleurig koraal

Hoewel koraal bekend staat om zijn mooie kleuren, zijn de poliepen kleurloos en zelfs doorschijnend. De kleuren die zo karakteristiek zijn voor gezond koraal, zijn eigenlijk de kleuren van de zoöxanthellen die ín het koraal leven. Gezond koraal kan rood, geel, bruin, paars, groen of blauw van kleur zijn, afhankelijk van de soort zoöxanthellen die in de poliep leven.

3 Koraal onder stress

3.1 Het gaat slecht met koraalriffen

De afgelopen jaren gaat het opvallend slecht met koraalriffen over de hele wereld. Deze achteruitgang heeft zowel natuurlijke als antropogene (=door de mens veroorzaakte) oorzaken. Een belangrijke vraag die wetenschappers proberen te beantwoorden is de mate waarin juist de antropogene oorzaken een rol spelen. Hier zouden wij, als mensen, namelijk iets aan kunnen veranderen. Het behoud van de koraal-ecosystemen is immers heel belangrijk.

Hoewel steenkoraal er sterk uitziet, is het uiterst breekbaar (figuur 7). Een grote storm kan het koraal dan ook erg beschadigen. Ook een stijging of daling van het zeewaterniveau kan ernstige schade veroorzaken. Als het zeewaterniveau daalt, kan de top van een rif boven het water komen te liggen. Het koraal kan er echter niet tegen als het wordt drooggelegd. Als het zeewaterniveau te veel stijgt, kunnen de poliepen te ver onder het wateroppervlak komen te liggen. Het zonlicht is dan niet meer sterk genoeg voor de fotosynthese van de zoöxanthellen. Daarnaast is koraal is heel gevoelig voor schommelingen in de temperatuur van het zeewater. Natuurlijke verschillen in temperatuur van jaar tot jaar kunnen er voor zorgen dat het minder goed gaat met het koraal. Schommelingen in de temperatuur van het zeewater, het voorkomen van stormen en verschillen in het niveau van het zeewater worden bovendien versterkt door de beruchte El Ninõ-periodes.

Figuur 7: Grote koraalriffen zijn fragieler dan je denkt.

3.3 Antropogene oorzaken

De invloed van de mens op de gezondheid van koraalriffen is heel groot. Veel mensen leven van de vissen of van andere producten die van het rif komen. Riffen worden hierdoor vaak overbevist (waarbij er gebruik wordt gemaakt van vistechnieken als sleepnetten, dynamiet of gif) en het koraal zelf wordt in grote hoeveelheden ‘geoogst’ en verkocht aan toeristen of verwerkt in gebruiksvoorwerpen (figuur 8).
Ook duikers beschadigen het koraal (per ongeluk of opzettelijk) en boten maken het koraal stuk wanneer ze er bijvoorbeeld hun anker op uitgooien (figuur 8).
Daarnaast wordt het zeewater vervuild door rioolwater en afvalstoffen uit de landbouw of de industrie. Dit kunnen giftige stoffen zijn, waardoor het koraal ziek wordt of dood gaat. Maar het water kan ook vervuild worden door slib van het land. Hierdoor wordt het water troebel, en kan het zonlicht minder diep in het water doordringen. Illegale olielozingen vormen uiteraard ook een grote bedreiging voor het rif.

Figuur 8: Links, een typisch voorbeeld van de souvenirs die van koraal gemaakt zijn. Rechts, ankers verstoren de levensgemeenschap in de zee.

Aan de natuurlijke verstoringen van koraalriffen kunnen wij, als mensen, natuurlijk weinig veranderen. De antropogene verstoringen zijn echter vaak veel ernstiger (omdat ze vaker voorkomen en langer voortduren) en juist dáár kunnen we wel iets aan doen.

3.4 Coral bleaching

Alle verstoringen die hierboven zijn genoemd zorgen er voor dat het koraal als het ware gestresst wordt. Het gevolg daarvan is dat het koraal ziek wordt. Wetenschappers hebben in de afgelopen jaren over de hele wereld opgemerkt dat het koraal zijn kleur verliest, het zogenaamde coral bleaching (figuur 9).

Zoals als eerder gezegd, hebben de koraalpoliepen van zichzelf helemaal geen kleur. De kleuren die je ziet zijn de kleuren van de zoöxanthellen. Deze zoöxanthellen zijn echter heel erg gevoelig voor verstoringen van hun milieu. Vooral temperatuurverschillen, verschillen in de sterkte van het zonlicht en de aanwezigheid van gifstoffen hebben een grote invloed op de hoeveelheid zoöxanthellen die in een koraalpoliep leven. Als de verstoringen te groot zijn gaan de zoöxanthellen dood of ze gaan op zoek naar een betere plek om te leven (buiten de koraalpoliep). De koraalpoliep verliest hierdoor zijn kleur, maar blijft nog wel een tijdje leven. Als de verstoring van korte duur is, kunnen er na verloop van tijd weer nieuwe zoöxanthellen hun intrek nemen in de koraalpoliep. Het koraal krijgt dan zijn kleur weer terug. Een koraalpoliep is echter op de lange duur wel afhankelijk van de zoöxanthellen (voor zijn kalkskelet en zijn zuurstofvoorziening). Als de verstoring te lang aanhoudt, gaat de koraalpoliep daarom uiteindelijk dood. Bovendien hebben wetenschappers ook ontdekt dat als de koraalpoliep zelf heel erg gestresst wordt, hij zijn eigen zoöxanthellen uitstoot. Er kunnen dan ook geen nieuwe zoöxanthellen in de poliep leven, zolang de oorzaak van de stress aanhoudt.

Figuur 9: Gebleekt koraal.

Dit verschijnsel van coral bleaching komt op steeds grotere schaal voor op koraalriffen over de hele wereld. Een koraalrif dat is aangetast door coral bleaching loopt niet alleen kans na verloop van tijd af te sterven, maar is ook veel gevoeliger voor allerlei andere koraalziekten. Er ontstaat hierdoor een soort sneeuwbal-effect. Het feit dat het koraal het al zwaar te verduren heeft en zijn zoöxanthellen heeft verloren, maakt het nóg gevoeliger voor andere stress (zoals nieuwe vervuiling en ziektekiemen), waardoor de kans steeds kleiner wordt dat het zich herstelt. Een gezond koraalrif wordt misschien ernstig beschadigd door een storm, maar is onder normale omstandigheden sterk genoeg deze schade te boven te komen en te herstellen. Voor een rif dat al is aangetast door coral bleaching kan een storm de dodelijke slag vormen in het gevecht om te overleven.

3.5 Het broeikaseffect, het gat in de ozonlaag en coral bleaching

Het broeikaseffect en het gat in de ozonlaag worden gezien als twee van de grootste boosdoeners in de achteruitgang van de gezondheid van de koraalriffen.
Het broeikaseffect heeft tot gevolg dat de temperatuur van het zeewater stijgt. Door de hogere zeewatertemperatuur smelten bovendien de ijskappen op de polen, waardoor ook het zeewaterniveau stijgt. Door de klimaatsverandering komen stormen bovendien vaker voor. Eerder is al besproken dat het koraal heel gevoelig is voor verschillen in temperatuur en zeewaterniveau. Het is dus duidelijk dat het broeikaseffect een grote bedreiging vormt voor de gezondheid van koraalriffen.
Daarnaast zijn de zoöxanthellen heel gevoelig voor een toename van de UV-straling van de zon. Door het gat in de ozonlaag is deze straling veel sterker geworden. Ook dit kan een vernietigend effect hebben op het koraal.

3.6 Alles op een rij

Koraalriffen worden dus op allerlei manieren bedreigd. Hieronder staan voor de duidelijkheid alle bedreigingen voor de koraalriffen nog eens in een tabel samengevat (tabel 1). Aangegeven staat wat het effect is op het koraal en of de verstoring een natuurlijke of antropogene oorzaak heeft. Ook is aangegeven hoe groot de schade aan het rif is (gebaseerd op de ernst van de schade en de duur van de verstoring).

Tabel 1: Mogelijke bedreigingen voor koraalriffen, oorzaak, effect en ernst van de schade.

4 De toekomst

4.1 Als er niets gebeurt...

Als er niets gedaan wordt, ziet de toekomst voor de koraalriffen er slecht uit. Als de achteruitgang van het koraal op hetzelfde tempo doorgaat is het leed niet te overzien. Zestig procent van de riffen is inmiddels aangetast, 27 procent is zelfs zo ernstig beschadigd dat het als verloren beschouwd kan worden. Dit komt vooral door menselijk handelen.
Naast het broeikaseffect en de verhoogde UV-straling door het gat in de ozonlaag, is het water op veel plaatsen niet meer schoon. Door vervuiling en slib verstikken de koralen. Verkeerde vistechnieken (zoals vissen met gif, dynamiet of sleepnetten) doden te veel zeedieren en hebben een verwoestende uitwerking op het koraal (figuur 10). Daarnaast vormen boten en het duiktoerisme een ernstige verstoring voor het koraal.

Figuur 10: Vissen met dynamiet richt grote schade aan op koraalriffen

Het probleem is dat veel landen afhankelijk zijn van de handel in rifproducten. Ook het duiktoerisme vormt vaak een grote inkomstenbron (figuur 11). Om het rif te behouden is het belangrijk dat landen over de hele wereld samenwerken in het vormen van een juist beleid. Koraalriffen komen voor in de tropen, en vaak is de bevolking van die tropische landen arm en voor hun economie afhankelijk van het rif. Ook het rijke westen moet daarom zijn verantwoordelijkheid nemen.

Figuur 11: Onervaren duikers kunnen (per ongeluk of expres) veel schade veroorzaken en het rif onnodig verstoren.

4.2 Wat kun je zelf doen?

In je eentje kun je natuurlijk niet veel doen in de directe bescherming van het rif. Maar, alle kleine beetjes helpen. Door zuinig met water en energie om te gaan, beperk je de vervuiling en uitstoot van schadelijke broeikasgassen in de atmosfeer. Als je zelf wel eens gaat duiken, kun je extra voorzichtig zijn, zodat je het koraal niet beschadigt. Breek zeker nooit stukjes af als souvenir voor thuis. Koraal is het mooist ónder water. En, ook al ga je zelf niet duiken, op veel plekken kan je in souvenirwinkels stukken koraal kopen. Je kunt het rif helpen door deze souvenirs niet te kopen. Milieuorganisaties zoals Greenpeace en het Wereld Natuur Fonds besteden veel aandacht aan voorlichting over en de bescherming van koraalriffen. Blijf op de hoogte!

Vragen bij deze tekst

1. Is koraal een plant of een dier?
2. Wat zijn zoöxanthellen?
3. Wat is een mutualistische symbiose? Hoe leeft het koraal in mutualistische symbiose met de zoöxanthellen?
4. Hoe kan een koraalrif groeien en waarom is dit noodzakelijk?
5. Waarom heeft een koraalrif een hoge primaire produktie?
6. Wat is coral bleaching? Leg uit wat er met koraal gebeurt als het wordt aangetast door coral bleaching.
7. a. Noem minstens drie natuurlijke en drie antropogene oorzaken van coral bleaching.
   b. Wat hebben het broeikaseffect en het gat in de ozonlaag te maken met coral bleaching?
8. a. Wat wordt bedoeld met ‘het sneeuwbaleffect’ dat ontstaat door coral bleaching?
   b. Geef voor elk van de verstoringen die genoemd worden in tabel 1 aan op welke manier ze te maken hebben met coral bleaching? Denk hierbij aan ‘het sneeuwbaleffect’.
9. Waarom is het niet eenvoudig een oplossing te vinden die het koraalrif tegen coral bleaching beschermt?
10. Wat kun je zelf doen om bij te dragen aan de bescherming van koraalriffen? Kun je naast de hierboven genoemde adviezen zelf nog een goeie tip bedenken?

Klassikale Opdracht

Uit de tekst komt naar voren dat koraalriffen wereldwijd in hun voortbestaan worden bedreigd. Het is van groot belang dat deze ecosystemen worden behouden. Niet alleen vanwege hun unieke natuurlijke waarde als tropische regenwouden van de zee, maar ook vanwege hun nut voor de mens. Veel mensen zijn voor hun levensonderhoud afhankelijk van de koraalriffen. Naast de visserij, de handel in rifproducten en de mogelijkheden voor de farmaceutische industrie, vormt ook het duiktoerisme een belangrijke inkomstenbron voor veel landen. Het grootschalige gebruik van het rif veroorzaakt echter veel schade aan het koraal. Landbouw, veeteelt en de chemische industrie brengen bovendien veel schadelijke stoffen in het milieu die ook schadelijk zijn voor het koraal. Het is duidelijk dat de industrie, handel, landbouw, visserij en veeteelt niet beperkt kunnen worden zonder ernstige gevolgen voor de (internationale) economie. Er zijn dus meerdere belangen in het spel. De toekomst van de koraalriffen gaat de hele wereld aan. Ook het rijke westen moet daarom zijn verantwoordelijkheid nemen in de bescherming van de koraalriffen. Westerse landen dragen met hun bloeiende economie voor een groot deel bij aan het broeikaseffect en het gat in de ozonlaag. Er moet dus een compromis gesloten worden, waarbij alle partijen in overweging worden genomen.

Verdeel de klas in vier groepen. Iedere groep denkt na over de belangen van één van de partijen:

• een milieuorganisatie (zoals Greenpeace of het Wereld Natuur Fonds)
• de bevolking van een vissersdorpje in Indonesië
• de eigenaar en arbeiders in een chemische fabriek in Nederland of in de Verenigde Staten
• een duikschool met souvenirwinkel op de oostkust van Australië

Wijs in ieder van de vier groepjes een voorzitter aan. Ieder groepje krijgt nu de tijd over bovenstaande vragen na te denken en te discussiëren. Er kan ook extra informatie worden opgezocht op het internet (indien beschikbaar).
Wanneer alle groepjes een duidelijk beeld hebben van hun standpunt in de probleemstelling, wordt er een klassikale discussie gehouden onder leiding van de vier voorzitters. De bedoeling is dat er uiteindelijk een compromis gesloten wordt waar alle partijen het mee eens zijn en die de bescherming van het rif ten goede komt.

Vragen na twee weken

1. Wat zijn zoöxanthellen? Leg uit wat de symbiose tussen een koraalpoliep en de zoöxanthellen inhoudt.
2. Wat is coral bleaching? Wat gebeurt er als een koraal is aangetast door coral bleaching?
3. Noem een aantal natuurlijke en antropogene oorzaken voor de achteruitgang van de gezondheid van koraalriffen.
4. Wat is het verband tussen het broeikaseffect en coral bleaching?
5. Welke maatregelen kunnen er worden genomen om het koraalrif te beschermen? Noem er minstens drie.

Docentenhandleiding

Deze tekst behandelt de biologie van koraalriffen en hun endosymbionten, de zoöxanthellen. Er wordt aandacht besteed aan de recente achteruitgang van koraalriffen en het wereldwijde verschijnsel van coral bleaching. De natuurlijke en antropogene oorzaken en gevolgen van coral bleaching worden besproken en er wordt een verband gelegd tussen de verslechterde toestand van vele riffen en het broeikaseffect en het gat in de ozonlaag. In de klassikale opdracht wordt de leerlingen gevraagd na te denken over de verantwoordelijkheid die wij als mensen hebben voor de gezondheid van koraalriffen. Er kan binnen deze opdracht aandacht besteed worden aan de uiteenlopende belangen van verschillende groeperingen die van invloed zijn op het beleid aangaande de bescherming van koraalriffen. Bij de tekst zijn een tiental vragen geleverd, die door de leerlingen beantwoord kunnen worden direct nadat ze de tekst gelezen hebben. Er zijn ook een vijftal vragen die de leerlingen na twee weken kunnen maken ter toetsing van de hoofdpunten uit de tekst.
Aanvullende informatie kan eventueel gevonden worden op onderstaande internetadressen: