Zeewaternieuws contacteert Dr. Tim Wijgerde, verbonden aan de Universiteit Wageningen en zaakvoerder van consultancy bedrijf Coral Publications. In dit interview toont hij ons zijn laboratorium en legt de wetenschapper zijn onderzoek uit. Dat spitst zich onder meer toe op hoe koralen omgaan met zonnecrèmes.
Wat is uw onderzoeksvraag?
Ik werk op dit moment als onderzoeker bij de vakgroep Mariene Dierecologie van de Universiteit Wageningen. Wij werken aan allerlei dieren, van plankton tot aan walvisachtigen. Onze hoofdvraag is hoe zeedieren reageren op menselijke verstoringen van het onderwatermilieu, van embryo tot volwassen dier. Binnen deze hoofdvraag zijn weer allerlei deelvragen te bedenken, zoals: “Hoe reageren koralen en sponzen op klimaatverandering, verzuring van de zee en vervuiling?”
Verder doen wij ook toepassingsgericht onderzoek. Voor bijvoorbeeld sponzen kijken we of zij door de mens vervuild water kunnen filteren en tegelijkertijd een bron van collageen kunnen zijn. Dit collageen, een eiwit dat belangrijk is voor wondgenezing, kan dan weer worden gebruikt voor medische toepassingen.
Kunt u ons in het kort uw onderzoek even toelichten?
Eén van mijn lopende onderzoeken is hoe koralen reageren op UV-filters uit zonnebrandcrème. Wij denken dat synthetische UV-filters koralen gevoeliger maken voor klimaatverandering. Wanneer ’s zomers het zeewater warmer wordt dan 32 graden Celsius stoten veel koralen hun symbiosealgen (zoöxanthellen) uit, waardoor zij hun kleur verliezen.
Koralen kunnen in deze gebleekte staat niet lang overleven omdat zij niet meer gevoed worden door hun algen. Wanneer koralen worden blootgesteld aan zowel te warm water als UV-filters lijken de koralen sneller te bleken en sterven. Dit betekent dat we op zoek moeten naar natuurlijke UV-filters die wél onze huid beschermen tegen de zon maar het koraal niet verzwakken.
In wat kadert dit onderzoek – waarom voert u precies dít onderzoek uit?
Sinds een aantal jaren is het duidelijk dat UV-filters zoals oxybenzone schadelijk zijn voor koralen. Recentelijk heeft mijn collega Diana Slijkerman van Wageningen Marine Research ontdekt dat de koraalriffen van Bonaire worden blootgesteld aan vrij hoge doses oxybenzone, afkomstig van toeristen die zonnebrandcrème smeren. Om meer te begrijpen van de mogelijk nadelige effecten zijn wij vorig jaar gestart met dit onderzoek. Hierbij stellen wij de koralen bloot aan de ondergrens die in de natuur is gevonden.
Zelfs bij een zeer lage concentratie van 1 ppb (microgram per liter zeewater) zien we dat koralen zoals Stylophora pistillata en Acropora prostrata duidelijk last van oxybenzone hebben. Bij een lage temperatuur van 26 graden Celsius lijkt er niets aan de hand, maar wanneer de temperatuur stapsgewijs wordt verhoogd is het duidelijk dat oxybenzone koralen schaadt.
Heeft u al (voorlopige) resultaten geboekt?
Inmiddels weten we dat blootstelling aan 1 ppb oxybenzone zorgt voor 100% koraalsterfte wanneer het water een week lang 32 graden Celsius is. Zonder oxybenzone sterft slechts 40% na een week bij dezelfde temperatuur. Dergelijke resultaten suggereren dat warme zomers nog schadelijker kunnen zijn voor koraalriffen wanneer zij worden blootgesteld aan vervuiling zoals zonnebrandcrème.
Binnenkort eindigt ons nieuwste experiment en zullen wij het DNA van de door oxybenzone verzwakte koralen analyseren. Daaruit moet blijken of oxybenzone koralen schaadt doordat schadelijke bacteriën zich in het koraal vermenigvuldigen. Koralen beschikken namelijk over een immuunsysteem waarin bacteriën een belangrijke rol spelen, net zoals bij mensen.
Welk materiaal en wat voor apparaten gebruikt u voor het onderzoek?
Wij gebruiken de meest uiteenlopende materialen voor ons onderzoek, van eenvoudige alledaagse voorwerpen tot apparaten van een kwart miljoen euro. Zo kost de fluorometer die gebruiken om de gezondheid van onze koralen te meten zo’n 27.000 euro. De meest gebruikte materialen zijn aquaria en hun toebehoren, zoals stromingspompen, verlichting en verwarming. Verder beschikken wij over een groot aquarium waarin wij koraal voor ons onderzoek kweken. Ook heeft onze universiteit talloze laboratoria voor wateranalyse, DNA-sequencing en andere complexe meetmethoden.
Voor onze experimenten werken wij met een vrij stringente methodiek. Zo gebruiken wij voor elke gekozen kweekconditie vijf onafhankelijke aquaria, met meerdere koralen per aquarium. Elk experiment wordt dus vijf keer herhaald om de reproduceerbaarheid te toetsen. Ieder aquarium staat op een constante doorstroom van zeewater, dat met doseerpompen vanuit voorraadvaten wordt opgepompt. Door kleine aquaria van 12 liter te gebruiken kunnen wij een derde van het aquariumwater per dag verversen. Hierdoor ontstaat een zeer stabiele waterkwaliteit zodat experimenten correct worden uitgevoerd.
Ook kunnen wij via verschillende vaten eenvoudig stofjes zoals oxybenzone toevoegen. Verder staan alle aquaria in grote waterbaden zodat de temperatuur overal gelijk is. Zo hebben wij een bad van 26 graden Celsius en één dat stapsgewijs wordt opgewarmd naar 32 graden.
Op welk koraal spitst uw onderzoek zich toe?
Onze labrat is Stylophora pistillata, maar wij werken op dit moment ook met Galaxea fascicularis, Acropora prostrata en sinds kort ook Acropora tenuis. Max Janse, curator bij Burgers’ Zoo, heeft ons een groot stuk geschonken voor onderzoek. Verder heb ik in het verleden met talloze soorten gewerkt, in hobbyterminologie zowel LPS- als SPS- koralen.
Is uw onderzoek veralgemeenbaar naar meerdere soorten?
Omdat er tussen koraalsoorten, maar zeker ook binnen soorten, grote verschillen bestaan qua respons op de leefomgeving werken we met meerdere soorten. Zo zien we dat Stylophora pistillata erg sterk is, maar dat geldt niet voor alle individuen. Zo kregen wij in 2007 tien genetisch verschillende kolonies van deze soort uit de Golf van Akaba, Israël, die allen anders reageerden in het aquarium bij gelijke omstandigheden. Sommigen stierven binnen enkele weken, anderen groeiden nauwelijks en enkelen groeiden zeer snel. Ook hadden deze individuen allemaal een net iets andere kleur, waardoor ze eenvoudig uit elkaar te houden waren.
Is er naast de lab-setting ook een veldwerkdeel aan het onderzoek?
Vaak is dit het wel geval, al verschilt dit per project. Voor de studie over UV-filters heeft mijn collega Diana veldmonsters van de riffen rondom Bonaire verzameld. De experimenten worden in het lab uitgevoerd. Het sponzenwerk wordt vrijwel volledig in het veld uitgevoerd, aan de Zuidkust van Turkije. Mijn collega’s doen verder veldwerk in Nederland (krabben, sponzen), Noorwegen en Canada (sponzen), Curaçao en Frans-Polynesië (koralen en sponzen), en Indonesië (koralen, sponzen, tweekleppigen, walvisachtigen).
Wat is de impact van uw onderzoek?
Het onderzoek dat wij bij Mariene Dierecologie uitvoeren heeft gevolgen voor natuurbeheer en wetgeving, maar leidt ook tot nieuwe toepassingen. Het onderzoek naar oxybenzone leidt nu al tot aangepast beleid; zo hebben de bestuurders van Bonaire en Palau het gebruik van oxybenzone in zonnebrandcrèmes verboden.
En voor de aquariumhobby?
Het hierboven beschreven onderzoek heeft slechts beperkte raakvlakken met de aquariumhobby, al kan ik hobbyisten die handcrème gebruiken waarschuwen voor eventuele nadelige gevolgen voor de levende have in het aquarium. Veiliger is het om na het werken in het aquarium de handen in te smeren met allerlei goedjes. Actieve kool zou natuurlijk wel bescherming kunnen bieden.
In ons lab hebben wij recentelijk bevindingen gedaan die misschien interessanter zijn voor de hobby. Zo zien wij net als vele hobbyisten dat zeer lage nitraat- en fosfaatwaarden leiden tot koraalsterfte – weefselnecrose. Wij kunnen het afsterven van bijvoorbeeld Acropora spp. voorspellen aan de hand van een zogenaamde fluorescentiemeting.
Dit doen we met een fluorometer, die een door middel van een sterke lichtpuls meet hoe effectief de zoöxanthellen in het koraal licht omzetten in voedingsstoffen middels fotosynthese. Hoe gezonder de algen in het koraal, hoe effectiever ze licht terug naar de meetsensor fluoresceren. Enkele dagen voordat de koralen sterven door gebrek aan nutriënten zien wij dat het fotosynthese-rendement afneemt van 70% (normaal) naar naar 40-50%. Dit wijst erop dat de sterfte van het koraal begint met de achteruitgang van de algen. Wanneer deze laatste sterven, vergiftigen zij mogelijk het koraal met necrose tot gevolg. Dus, ook al leven koralen in de natuur bij zeer lage nitraat- en fosfaatwaarden, kan het in het aquarium (met veel zeeleven en relatief weinig water) toch voorkomen dat er tekorten ontstaan.
Wie sponsort het onderzoek?
Onze projecten worden gefinancierd door NWO (Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek), de Europese Unie en de universiteit zelf. Ook werken wij regelmatig samen met bedrijven, die soms geld of andere middelen inzetten.
Hoe lang duurt het onderzoeksproject, en in welke fase zit u?
Veel van onze projecten hebben een looptijd van drie tot vier jaar. De koraal- en sponzenprojecten zitten nu in het tweede jaar.
Hoeveel onderzoekers zijn bezig met het project?
Dit varieert per project. Meestal werken er drie onderzoekers aan een project, samen met enkele promovendi en studenten.
Kunnen hobbyisten uw onderzoek vooruit helpen?
Dat kan zeker! Zo heb ik vorig jaar een thuislab onder mijn huis opgezet, CORALAB genaamd. Dankzij de gulle giften van hobbyisten en bedrijven heb ik dit lab in enkele maanden kunnen financieren. Afgelopen jaar heb ik in mijn lab een kort onderzoek gedaan naar de effecten van rood en blauw licht op koralen. De resultaten hiervan zijn te lezen in het laatst verschenen nummer van Ons zeeaquarium en Advanced Aquarist.
