Coral Bleaching: betekenis, voorkomen en factoren die koraalverbleking veroorzaken

Lees dit artikel om meer te weten te komen over het verbleken van koraal: betekenis, voorkomen en factoren die koraalverbleking veroorzaken:

Koraalverbleking verwijst naar het verlies van kleur van de koralen die de uiterst fragiele ecosystemen vormen, koraalriffen. Koraalriffen bevinden zich in circumtropisch ondiepe tropische wateren langs eilanden en continenten.

De rifondergrond bestaat uit calciumcarbonaat van levende en dode scleractinische koralen. De koraalriffen worden tropische regenwouden van de oceanen genoemd omdat ze een zeer hoge productiviteit en biodiversiteit hebben.

Dit komt omdat de scleractische koralen hier nauw verwant zijn met andere ongewervelde dieren, gewervelde dieren en planten en ze zijn samen betrokken bij een proces van nauwe koppeling van hulpbronnen en recycling. De scleractinian koralen (Phylum Cnidaria) bouwen skeletten van calciumcarbonaat uit het water. Zodra de koraalpoliepen sterven, wordt het skelet een deel van het rif.

De koralen krijgen hun voedingsstoffen en energie door kleine planktonische organismen te vangen en door een symbiotische relatie met de zooxanthellae- enkele cel, autorofische microalges van verschillende taxa in Phylum Dinoflagellata. Deze algen absorberen zonlicht en zetten het om in energie. De zooxanthellae helpen de koralen om voedingsstoffen te produceren via hun fotosynthetische functies.

De fotosynthetische activiteiten helpen koralen bij het verkrijgen van vaste koolstofverbindingen voor energie, verhogen verkalking en bemiddelen elementaire nutriëntenflux. De zooxanthellae krijgen een beschermde omgeving om in te groeien, evenals een goede toevoer van koolstofdioxide voor fotosynthese. Toch concurreren de traaggroeiende koralen met de snelgroeiende multicellulaire algen rond omdat de koralen zich overdag kunnen voeden door fotosynthese in zooxanthellen en door predatie 's nachts.

De koralen hebben in feite doorzichtige weefsels. Ze krijgen hun verkleuring van de zooxanthellae en zien er prachtig uit. De specifieke kleur van het koraal hangt af van de clade die erin leeft.

Koraalbleking is een veel voorkomende stressreactie van koralen op verschillende verstoringen die optreden in de koraalriffen, waaronder natuurlijke en door de mens veroorzaakte gebeurtenissen. De natuurlijke verstoringen die de riffen beschadigen zijn hevige stormen, overstromingen, extreme temperaturen, El Nino Southern Oscillation (ENSO) -gebeurtenissen, subaeriële blootstelling, roofzuchtige uitbraken en epidemieën.

De door de mens veroorzaakte factoren zoals overbevissing, overbevissing, toegenomen sedimentatie en overbelasting van voedingsstoffen zijn verantwoordelijk voor de toegenomen koraalrifafname die de laatste tijd is geconstateerd. Sinds het begin van de jaren tachtig heeft het verbleken van koraalrif een frequentieverhoging en een wijdverbreide verspreiding gezien.

Bleekstress wordt ook vertoond door zachte koralen, gigantische Tridacna-kokkels en wat sponzen.

Wat gebeurt er in Coral Bleaching?

Onder stress, verdrijven de koralen hun zooxanthellae, met wie ze een symbiotische relatie hebben, wat leidt tot hun lichtere of volledig witte uiterlijk (zoals de algen verantwoordelijk zijn voor de mooie kleuren van de koralen). Dit is koraalbleken. Het kalkhoudende skelet wordt zichtbaar door de doorschijnende weefsels van het koraal, die nu vrij zijn van zoöxanthellen.

De dichtheden van zooxanthellae kunnen verminderen of de concentratie van fotosynthetische pigmenten in de algen kan verminderen. Rifbouwende koralen hebben over het algemeen ongeveer 1-5 x 106 zooxanthellae cm- 2 van levend oppervlakteweefsel en 2-10 pg chlorofyl per zooxanthellae. Door bleken gaat ongeveer 60-90 procent van de zoöxanthellae verloren en verliest elk van deze organismen 50-80 procent van zijn fotosynthetische pigmenten.

Koraalbleking beïnvloedt de koralen ernstig. Als het bleken afneemt met de tijd, dat wil zeggen, als de stress-veroorzakende factoren niet te ernstig zijn, kunnen de koralen hun symbiotische algen binnen een paar weken of maanden herwinnen. Ze kunnen dan worden herkoloniseerd door dezelfde zooxanthellae soort of door een andere.

Maar als het bleken ernstig is, herstellen de uitgeputte zoöxanthellen niet en sterven de koralen. Het rif zelf is dan verloren. Zodra het bleken begint, kunnen de koralen blijven bleken, zelfs nadat de stressor is verwijderd. Experts hebben gewaarschuwd dat de totale oppervlakte van koraalriffen de afgelopen 30 jaar met 30 procent is afgenomen. Alleen al in de Caraïben is ongeveer 90 procent van de riffen verloren gegaan.

Het vermogen van de koralen om het hoofd te bieden aan stress en bleken en om te herstellen van een bleekgebeurtenis varieert per soort. Zo kunnen porieten lobata en andere grote massieve koralen met succes worden geconfronteerd met extreme temperatuurschokken, terwijl Acropora spp. en andere fragiele vertakkende koralen instorten tot thermische stress na bleekgebeurtenissen.

Factoren die bescherming kunnen bieden tegen massale koraalverbleking omvatten bleekweerstand, koraaltolerantie en herstel van koraalriffen. Het risico van bleken kan ook worden verminderd door lokale klimatologische omstandigheden, zoals veel schaduw of stromen koeler water. De gezondheid en genetica van koralen en de zooxanthellae kunnen een belangrijke rol spelen bij het beïnvloeden van het risico van bleken.

Voorkomen:

Alle grote rifprovincies hebben massale koraalsterfte gemeld in rifecosystemen sinds de jaren 1870. Maar de frequentie en de omvang van bleekverstoringen zijn de afgelopen tijd toegenomen. Tussen 1979 en 1990 alleen al werden meer dan 60 koraalrif-bleekgebeurtenissen van 105 massale koraalsterfte waargenomen. Tijdens de 103 jaar voorafgaand aan deze periode werden slechts drie bleekgebeurtenissen bij 63 sterfgevallen van het massakanaal geregistreerd.

Er wordt gedacht dat bijna alle belangrijke koraalriffen ter wereld - de Caraïben / West-Atlantische Oceaan, de Indische Oceaan, Midden- en Westelijke Stille Oceaan, de Arabische Golf en de Rode Zee - sinds de jaren tachtig koraal bleken en sterfte.

Vóór de jaren tachtig vonden koraalverbleking en koraalsterfte plaats tijdens periodes van verhoogde zeewatertemperatuur, maar de verstoringen deden zich alleen voor in bepaalde streken en in bepaalde rifzones. Maar koraalverbleking gebeurtenissen sinds de jaren 1980 hebben plaatsgevonden over een breed geografisch gebied en beïnvloed alle rif zones. De gebeurtenissen van de jaren tachtig vonden plaats tijdens jarenlange grootschalige ENSO-activiteiten.

Factoren die koraalbleking veroorzaken:

Koralen zien er misschien bot uit en zijn zelfs duurzaam, maar koraalriffen zijn extreem gevoelig voor omgevingsstress. Ze worden op dit moment bedreigd door watervervuiling, bodemerosie, blootstelling bij eb, weersomstandigheden, hoog kunstmestgebruik, vissen met explosieven en onvoorzichtig rijden. De opwarming van de aarde zou ernstige gevolgen hebben voor koraalriffen. Opwarming van de aarde betekent stijgende wereldwijde lucht- en watertemperaturen.

Hoewel warme tropische wateren geschikt zijn voor de riffen, kan de zeer hoge temperatuur van zeewater de zooxanthellae schaden. De opwarming van de aarde zou resulteren in het smelten van polaire ijskappen en stijgende zeespiegels.

Als zonlicht niet door het water naar de koralen kan doordringen, zullen de algen waarvan ze afhankelijk zijn niet in staat zijn tot fotosynthese en zullen de riffen een kritische energiebron verliezen. Uitputting van de ozonlaag zou de ultraviolette straling op het aardoppervlak verhogen en koraalverbleking veroorzaken. Wat volgt is een bespreking van de factoren die stress veroorzaken en verbleking van koraal veroorzaken.

Stijgende temperatuur:

Een belangrijke stressfactor is een verhoogde of afgenomen watertemperatuur die is terug te voeren op het broeikaseffect als gevolg van menselijke activiteiten. Zomerbleken met koraal is toegeschreven aan hoge zeeoppervlaktetemperatuur in combinatie met hoge zonnestraling.

Koraalsoorten gedijen binnen een relatief smalle temperatuurmarge; dus extreme temperaturen kunnen bleking veroorzaken. Gebleken is dat bleekgebeurtenissen optreden tijdens plotselinge temperatuurdalingen (- 3 ° C tot -5 ° C gedurende 5-10 dagen) die optreden tijdens seizoensgebonden uitbraken van koude lucht. Het komt vaker voor als gevolg van de stijging van de watertemperatuur. Een kleine positieve anomalie van 1-2 ° C gedurende 5 tot 10 weken tijdens de zomermaanden kan bleking veroorzaken.

Het Groot Barrièrerif (GBR) heeft sinds 1979 acht massale bleekgebeurtenissen ondergaan. De GBR langs de noordkust van Australië is tot nu toe getuige geweest van twee bleekbeurten met massale koralen, in 1998 en 2002, waarbij 42 procent en 54 procent van de bleking verloren ging. riffen respectievelijk. De zuidelijke GBR was in 2006 getuige van een soortgelijk evenement.

De meeste riffen herstelden zich, met lage niveaus van koraalsterfte, maar de schade was op sommige plaatsen hevig. Tot 90 procent van de koralen is in sommige gebieden gestorven. Dit is een voorbeeld van de gevoeligheid van koraalriffen voor verhoogde watertemperaturen in combinatie met oceaanverzuring. Hoewel de stijgende temperaturen de frequentie en intensiteit van bleken hebben verhoogd, heeft verzuring het calcificerend vermogen van koralen verminderd.

Een kleine temperatuurstijging gedurende vele weken of een grote toename (3-4 ° C) over een paar dagen zal resulteren in koraaldisfunctie. Koraalbleking is voornamelijk in de zomer of aan het einde van een langdurige opwarmperiode gebeurd. Naar verluidt hebben ze plaatsgevonden in tijden van lage windsnelheid, heldere hemel, kalme zeeën en lage troebelheid. De omstandigheden bevorderen gelokaliseerde verhitting en hoge ultraviolette (UV) straling.

UV-straling dringt gemakkelijk door in helder zeewater. De koralen bevatten in feite UV-absorberende verbindingen die potentieel schadelijke UV-straling kunnen blokkeren. Maar stijgende temperaturen betekenen een vermindering van de concentratie van deze UV-absorberende verbindingen in koralen.

Vervolgens worden de zoöxanthellen direct beïnvloed door de UV-straling. Niet alleen UV-straling in het bereik van 280 - 400 nm, maar ook fotosynthetisch actieve straling (400 - 700 nm) is betrokken bij bleekgebeurtenissen.

Subaeriële belichting:

Plotselinge blootstelling van koralen aan de atmosfeer, wanneer er extreem eb is, El Nino Southern Oscillation (ENSO) gerelateerde zeeniveau-drops of tektonische opheffingen, kan bleaching veroorzaken. Deze in combinatie met hoge of lage temperaturen van het water, verhoogde zonnestraling en zeewaterverdunning kunnen leiden tot verlies van zoöxanthellen en de dood van koralen.

sedimentatie:

Men heeft vastgesteld dat sedimentbelasting ertoe kan leiden dat de algen zooxanthellae meer bleken.

Verdunning van zoet water Door neerslag en afvloeiing gegenereerd Storm-neerslag verdunt rifwater en veroorzaakt koraalverbleking. Maar dergelijke bleekgebeurtenissen zijn zeldzaam. Zelfs wanneer ze zich voordoen, zijn ze beperkt tot kleine gebieden aan de kust.

xenobiotica:

Wanneer koralen worden blootgesteld aan hoge concentraties van chemische verontreinigingen zoals koper, herbiciden en olie, gebeurt er koraalverbleking.

besmettelijke veeziekten:

Ziekteverwekkers kunnen bleking veroorzaken, maar dit verschilt van andere soorten bleken. Bij pathogeengeïnduceerd bleken leiden koraalziekten tot fragmentarische of volledige koloniedood en afsterven van zachte weefsels. In de Middellandse Zee heeft de koraal Oculina patagonica bleking ondergaan. Dit kwam door een infectieuze bacterie, Vibrio shiloi die de symbiotische zooxanthellae aanviel. De bacteriën zijn alleen infectieus in warme periodes. Het is dus duidelijk dat opwarming van de aarde zou resulteren in warme omstandigheden die de verspreiding van ziekteverwekkers en infecties van koralen zouden bevorderen.

Hoewel dit niet leidt tot koraalverbleking als zodanig, leidt een toename van concentraties van omringende elementaire nutriënten, zoals ammoniak en nitraat, tot een toename van de zoöxanthelliedichtheden tot twee of drie keer. Dit kan secundaire effecten veroorzaken, zoals het verlagen van de weerstand van koraal en de toename van de vatbaarheid van koralen voor ziekten.

Bleken kan ook nuttig zijn:

Recent onderzoek heeft aangetoond dat koralen die consequent worden blootgesteld aan lage niveaus van stress, een soort weerstand tegen bleken kunnen ontwikkelen. In feite is gebleken dat wanneer koralen worden bedreigd, bleken de koralen kan helpen leven.

Koraalkolonies kunnen, wanneer ze getroffen worden door drastische veranderingen in het milieu, bestaande algen verwijderen om ruimte te maken voor andere algen die beter kunnen gedijen onder de bedreigende omstandigheden. Bleken is dan een manier waardoor de koralen weer vitaal worden.

Experimenten hebben aangetoond dat koralen die blootstaan ​​aan drastische veranderingen in het milieu die bleken ondergaan, meer kans hebben om uiteindelijk te overleven in vergelijking met andere koralen. Er is aangetoond dat de koralen een grote veerkracht hebben. Hoewel stijgende temperaturen worden gezien als een factor die koraalverbleking veroorzaakt, floreerden koraalriffen tijdens perioden van warme wereldwijde temperaturen in het verleden, toen de zeespiegels met ongeveer 18 voet of zes meter boven het huidige niveau toenamen.

Het is echter niet duidelijk of het adaptieve blinderingsproces koraalriffen kan redden die worden aangevallen door vervuiling of stijgende zeetemperaturen.

In een poging om koraalriffen te beschermen tegen bleken, zijn landen begonnen met het ontwikkelen van nationale strategieën. De Great Barrier Reef Marine Park Authority heeft een 'Coral Bleaching Response Plan' ontwikkeld om een ​​alomvattende strategie te bedenken voor het detecteren van en reageren op wijdverbreide gebeurtenissen in de zomer van koraalverblindende evenementen. Een gecombineerde internationale inspanning, breed van opzet, is de noodzaak van het uur.