Computer Modeling Program Helpt bij het Behoud van Koraalriffen

Een team van onderzoekers aan de University of British Columbia Okanagan heeft een computermodelprogramma ontwikkeld dat wetenschappers helpt om de effecten van klimaatschade en eventuele herstelplannen op koraalriffen over de hele wereld te voorspellen.

Volgens Dr. Bruno Carturan is dit een cruciale stap in de strijd tegen klimaatverandering, die veel koraalsoorten doodt en bijdraagt aan het instorten van complete koraalrifecosystemen. Koraalriffen zijn echter extreem complex, waardoor het moeilijk is om de impact van verwoesting en regeneratie te bestuderen.

Probleem met Echte Wereld-Experimenten

Echte wereld-experimenten zijn niet praktisch, omdat onderzoekers grote gebieden van riffen, koraalkolonies en herbivorepopulaties zouden moeten manipuleren en verstoren. Vervolgens zouden ze structurele veranderingen en diversiteit over meerdere jaren moeten monitoren.

Dr. Carturan heeft onlangs zijn doctorale studies afgerond bij de Irving K. Barber Faculty of Science.

“Het is overbodig om te zeggen dat het uitvoeren van experimenten die natuurlijke koraalriffen verstoren, onethisch is en vermeden moet worden, terwijl het gebruik van grote aquariums simpelweg niet haalbaar is,” zegt Dr. Carturan. “Om deze redenen zijn dergelijke experimenten nooit uitgevoerd, wat onze capaciteit om koraaldiversiteit en de daarmee samenhangende veerkracht van de riffen te voorspellen, heeft belemmerd.”

Dr. Caturan’s recente onderzoek is gepubliceerd in Frontiers in Ecology and Evolution.

Het Creëren van Koraalgemeenschappen

Hij gebruikte modellen om 245 koraalgemeenschappen te creëren, waarbij elke gemeenschap een unieke set van negen soorten had en een oppervlakte van 25 vierkante meter besloeg. De modellen waren ontworpen om koraalkolonies en de verschillende soorten algen te representeren die samen groeien, concurreren en zich voortplanten, terwijl ze worden beïnvloed door het klimaat.

Dr. Caturan zegt dat alle sleutelcomponenten van de modellen, inclusief de eigenschappen van soorten, zijn geïnformeerd door bestaande, werkelijke gegevens van 800 verschillende soorten.

Het team simuleerde verschillende scenario’s, zoals sterke golven of intense hitte, voordat ze de veerkracht van elk modelrif maten. Ze noteerden eventuele schade, hersteltijd en de kwaliteit van de habitat 10 jaar na de verstoring.

Deze simulaties en scenario’s leidden het team ertoe om te ontdekken dat meer diverse gemeenschappen het meest veerkrachtig waren, wat betekent dat ze beter in staat waren om te herstellen van schade en een betere habitatkwaliteit hadden 10 jaar na de verstoring.

“Meer diverse gemeenschappen zijn waarschijnlijker om bepaalde soorten te hebben die erg belangrijk zijn voor veerkracht,” zegt Dr. Carturan. “Deze soorten hebben bepaalde eigenschappen – ze zijn morfologisch complex, concurrerend en hebben een goede capaciteit om te herstellen. Wanneer ze aanwezig zijn in een gemeenschap, onderhouden of verhogen ze de kwaliteit van de habitat na de verstoring. In tegenstelling tot gemeenschappen zonder deze soorten, die vaak gedomineerd werden door schadelijke algen aan het einde.”

Hij zegt ook dat koraaldiversiteit de sterkte en toekomstige gezondheid van koraalriffen bepaalt.

“Wat uniek is aan onze studie, is dat onze resultaten van toepassing zijn op de meeste koraalgemeenschappen in de wereld. Door de invloed van diversiteit op veerkracht te meten in meer dan 245 verschillende koraalgemeenschappen, overlapt het bereik van diversiteit waarschijnlijk de werkelijke koraaldiversiteit die in de meeste riffen wordt aangetroffen.”

De nieuwe studie biedt ook een kader om deze ecosystemen succesvol te beheren en te helpen bij het herstel van koraalriffen door te laten zien hoe de veerkracht van koraalgemeenschappen kan worden beheerd met gevestigde kolonies van soorten met complementaire eigenschappen.

“Het is een zeer reële en treurige conclusie dat we op een dag deze belangrijke soorten kunnen verliezen,” concludeert Dr. Carturan. “Ons model kan worden gebruikt om te experimenteren en misschien te bepalen of het verlies van deze soorten kan worden gecompenseerd door andere, meer resistente soorten, die de uiteindelijke ineenstorting van de riffen zouden kunnen voorkomen.”