Universiteit van Haifa en de Hebreeuwse Universiteit van Jeruzalem: Wetenschappers onthullen de microbiële activiteit van een koraalrif in de Golf van Aqaba

Onderzoekers plaatsen een instrument nabij het rif in Eilat om waterstromingen te registreren, waardoor ze de richting van de zeestromingen kunnen volgen. Foto Universiteit van Haifa

Een nieuwe gezamenlijke studie van onderzoekers van de Universiteit van Haifa en de Hebreeuwse Universiteit van Jeruzalem onthult dat koraalriffen in de Golf van Aqaba dramatische dagelijkse en seizoensgebonden veranderingen teweegbrengen in de microscopische organismen die in het omringende water leven – organismen die essentieel zijn voor de gezondheid en veerkracht van het rif.

De studie biedt het meest gedetailleerde beeld tot nu toe van hoe riffen de onzichtbare microbiële wereld eromheen vormgeven. Onderzoekers bestudeerden microbiële gemeenschappen in het water nabij riffen gedurende twee verschillende seizoenen en met een hoge tijdsresolutie gedurende de dag-nachtcyclus.

"Deze studie biedt een cruciale basislijn", aldus dr. Derya Akkaynak, co-hoofdauteur van de studie en lid van de Hatter-afdeling voor mariene technologieën aan de Leon H. Charney School of Marine Sciences van de Universiteit van Haifa. "Door de natuurlijke dagelijkse en seizoensgebonden variabiliteit te documenteren, zal toekomstig onderzoek beter in staat zijn om verschuivingen te detecteren die verband houden met milieustress."

Hoewel eerdere studies de impact van het rif op de planktonpopulatie hebben aangetoond, is dit de eerste studie die deze dynamiek op zulke gedetailleerde tijdschalen vastlegt en eencellige eukaryoten, oftewel protisten, in de analyse betrekt.

Onderzoekers plaatsen een instrument nabij het rif in Eilat om waterstromingen te registreren, waardoor ze de richting van de zeestromingen kunnen volgen. Foto Universiteit van Haifa

"Koraalrifecosystemen zijn zeer dynamisch, maar de rol van micro-organismen die leven op het raakvlak tussen koraal en oceaan is nog slecht begrepen", aldus Herdís GR Steinsdóttir, postdoctoraal onderzoeker aan de Universiteit van Haifa en hoofdauteur van de studie. "Ze veranderen fundamenteel tussen dag en nacht, en die veranderingen beïnvloeden de microbiële gemeenschappen in het omringende water sterk."

Overdag zijn ondiepe koraalriffen voor hun energievoorziening voornamelijk afhankelijk van zonlicht, en is fotosynthese het dominante metabolisme. 's Nachts beginnen heterotrofe processen de overhand te krijgen. De onderzoekers observeerden indicatoren van deze metabolische verschuiving in het omringende microbiële ecosysteem, waaronder een sterke afname van het aantal fytoplankton en bacteriën in de schemering en een duidelijke nachtelijke toename van heterotrofe protisten – organismen die zich voeden met andere microben.

"De sterkte van de dagelijkse cyclus verraste ons," voegde Steinsdóttir eraan toe. "Het benadrukt dat het tijdstip waarop rifwater wordt bemonsterd een aanzienlijke invloed kan hebben op wetenschappelijke waarnemingen en conclusies."

Micro-organismen spelen een essentiële rol in koraalrifecosystemen. Ze recyclen voedingsstoffen, breken organisch materiaal af dat door koralen wordt afgegeven en dienen als voedsel voor riforganismen. De studie toonde ook aan dat microbiële soorten die doorgaans in het binnenste van koralen voorkomen, aanwezig waren in het omringende water. Dit roept nieuwe vragen op over hoe koralen hun symbiotische partners verkrijgen en in stand houden.

"Net zoals het menselijk microbioom essentieel is voor onze gezondheid, zijn microbiële gemeenschappen van fundamenteel belang voor de gezondheid van koraalriffen", aldus dr. Miguel Frada van de Hebreeuwse Universiteit van Jeruzalem, co-auteur van de studie. "Toch worden ze vaak over het hoofd gezien omdat ze onzichtbaar zijn en moeilijk te kwantificeren."

De bevindingen komen te midden van groeiende bezorgdheid over klimaatverandering, opwarming van de oceanen, verzuring en vervuiling van koraalriffen wereldwijd. Hoewel veel studies zich richten op de koraalorganismen zelf, benadrukt dit onderzoek het belang van inzicht in het bredere rifecosysteem, inclusief microbiële gemeenschappen die snel reageren op veranderingen in het milieu.

Naast het bevorderen van wetenschappelijk inzicht, merken de onderzoekers op dat microbiële gemeenschappen uiteindelijk kunnen dienen als gevoelige indicatoren voor de gezondheid van riffen, en zo vroegtijdig inzicht kunnen bieden in veranderingen in ecosystemen door middel van monitoring via het water.