Van voorstad tot koraalrif

Als je bekend bent met Londen, heb je vast weleens gehoord van de Northern Line. Deze metrolijn maakt deel uit van de beroemde London Underground en loopt van het meest noordelijke puntje van Londen helemaal naar het zuiden van de stad, met als eindstation het plaatsje Morden. Morden is niet bepaald een opvallende buitenwijk: het is er vrij rustig, er wonen veel gezinnen en er is veel groen. Morden staat dan ook niet bepaald bekend om scubaduiken, azuurblauwe luchten en tropische klimaten. Dus hoe kon Morden de thuisbasis worden van de geheimen van het koraal?

Weggestopt op een industrieterrein, in een magazijn vol apparatuur, werkt een klein team uitzonderlijke mensen aan een adembenemend project. Ze hebben ontdekt hoe ze de natuurkrachten op elkaar kunnen afstemmen en koraal kunnen laten kuitschieten. Dit was een tijd lang niet alleen een prachtig schouwspel om te zien, maar ook een bron van frustratie voor wetenschappers vanwege de schijnbaar willekeurige elementen. Hier staan tientallen aquaria en troggen in donkere kamers, aangesloten op systemen die hun omgeving regelen: temperatuur, fotoperiodiciteit, maancyclus, voeding. Daarnaast zijn er ook Canon-camera's die de groei van het koraal gedurende meerdere dagen, weken en maanden volgen.

Samen zorgen deze elementen ervoor dat het koraal kan kuitschieten, zelfs vaker dan in de natuur. En als je hoort dat koraal vaak het 'regenwoud van de zee' wordt genoemd, besef je dat dit werk niet alleen magisch is, maar ook hoognodig. Dankzij hun samenwerking met Canon kan het team nu gebruikmaken van professionele fotografieapparatuur: camera's en een assortiment lenzen om een ongekende, visuele koraal-encyclopedie aan te leggen.

Het Coral Spawning Lab is het geesteskind van marien bioloog dr. Jamie Craggs, rifkenner en aquarium-expert Vincent Thomas en hoogleraar in Aquatic Biology dr. Michael Sweet. Het lab is de commerciële tak van een onderzoeksproject waar al heel Jamies volwassen leven aan wordt gewerkt. Nadat hij tien jaar lang had geprobeerd om de raadselen rondom het zogenaamde 'coral spawning' of 'kuitschietend koraal' te ontrafelen, had hij eindelijk zijn 'eureka!'-moment waaruit het laboratorium is ontstaan. En ook nu was hij niet eens in de buurt van de oceaan toen het kwartje viel.

"Ik las een tweet van een duikbedrijf in Fiji met de tekst: 'Kom over twee dagen duiken om te zien hoe het koraal zich voortplant!'", herinnert hij zich. Maar hoe wisten ze dat? "Die tweet gaf me een tijdvak waarin ik de omgevingsparameters in kaart kon brengen",' legt hij uit. "Omdat we nu een datum hadden, konden we terugwerken en uitzoeken hoe de maancyclus liep. Zo konden we gegevens van het rif verkrijgen." Binnen een jaar hadden Jamie, Mike en een team van het Horniman Museum and Gardens in Londen het allereerste kuitschietende koraal ter wereld nagebootst in een volledig gesloten systeem.

Je zou denken dat het antwoord op dit ongelooflijke mysterie een goed beschermd geheim is, maar nee. Het team heeft voor een open source-aanpak gekozen zodat iedereen ter wereld hun bevindingen kan gebruiken om lokale riffen te herstellen of om meer onderzoek te doen. Mike voegt eraan toe: "Dit is een ontzettend belangrijk onderdeel van het hele proces. We willen een impact maken en we doen er alles aan om ervoor te zorgen dat de riffen er nog generaties lang zullen zijn." Ze ontdekten niet alleen dat er veel interesse was in herstelprojecten, maar ook dat hun ondersteuning heel gewild was. Zo ontving het team verzoeken om de hulpmiddelen en expertise te leveren die nodig zijn om deze projecten op gang te krijgen. Dat werd al snel onhoudbaar.

Daarom besloten ze het concept commercieel te maken. Al snel produceerden en verzonden ze enorme aantallen 'compacte laboratoria' die eenvoudig konden worden opgezet op locaties over de hele wereld, uiteraard met deskundige technische ondersteuning van Jamie, Vince en Mike. "Vince en ik hebben samen 55 jaar ervaring in het onderhoud van zoutwateraquaria en Mike heeft zich de afgelopen 20 jaar toegelegd op de wetenschappelijke kant", legt Jamie uit. "Het is een perfecte combinatie. We hebben een breed scala aan kennis, niet alleen in het bouwen van een aquarium, maar ook in alle details die erbij komen kijken. Dat is mijns inziens ons unieke verkoopargument en de reden dat mensen naar ons toe blijven komen. Ze hebben onze ondersteuning nodig om hierin te slagen."

Naarmate het bedrijf groeit, groeit de technologie mee. Jamie ziet overeenkomsten met productiemethoden, waarbij elk onderdeel van het proces kan worden herzien, verbeterd, aangepast en ontwikkeld zodra er nieuwe informatie en hulpmiddelen beschikbaar komen. Zo hebben ze nieuwe v-vormige troggen ontworpen, die onderling kunnen worden verbonden ("net als meccano", zegt Jamie lachend) en kunnen worden uitgebreid om aan de capaciteit te voldoen. Vervolgens kunnen naar behoefte extra elementen worden toegevoegd om verschillende doelen te bereiken. "Een bedrijf in San Francisco wil een frame met een robotarm bouwen dat veel processen kan automatiseren en 24/7 uur per dag, 7 dagen per week de voeding, afvoer en schoonmaak kan verzorgen", legt hij uit. "En ze kunnen natuurlijk ook fotografie integreren", voegt Vince eraan toe. "Een camera kan dan een foto maken van elk stuk koraal en zo de ontwikkeling gedurende een bepaalde periode in kaart brengen."

Bij een bak van twee meter met 1260 stuks koraal is dit een enorme fotografieklus die veel gegevens kan opleveren. Dit project is belangrijk omdat hiermee een enorme, uitgebreide database met koraalactiviteiten wordt gegenereerd die kan worden gebruikt om het groeiproces te optimaliseren. Zoals je je misschien wel kunt voorstellen, is een macrolens van onschatbare waarde bij het volgen van de groei van de koralen. Door elke nieuwe 'stek' op vaste tijdstippen te fotograferen, kunnen de sterftepercentages worden gevolgd, en kun je ook het oppervlak van elk stukje koraal extrapoleren, aangezien ze aanvankelijk allemaal even groot zijn. "We kunnen daardoor de stroming, voeding, verlichting en verschillende benodigde herbivoren evalueren. Wat werkt wel en wat niet?", legt Vince uit. "We proberen de natuur na te bootsen, maar we hebben bijna overal controle over."

"Als we een camera op een fluorescerende microscoop bevestigen, kunnen we verschillende fluorescerende markeringen toepassen op de verschillende fasen", voegt Jamie toe. "Er worden meerdere embryologische fasen gedocumenteerd en die dragen allemaal bij aan de statistieken in de onderzoekspapers die we publiceren." Zijn camera-apparatuur wordt bevestigd aan microscopen en steriele apparatuur, waardoor er time-lapsebeelden en nog veel meer kunnen worden gemaakt. Deze uitrusting maakt nu deel uit van de laboratoriumapparatuur van het team en stelt hen in staat om het verhaal van hun werk te delen met een wereldwijd publiek.

Hun werk en de nauwkeurige documentatie van elke fase van het proces zijn van cruciaal belang voor het begrijpen en herstellen van koraalriffen over de hele wereld, die het momenteel zwaar te verduren hebben. Klimaatverandering, verzuring van de oceaan, vervuiling, overbevissing en zelfs fysieke schade dragen allemaal bij aan de uitputting van waardevolle riffen, die worden beschouwd als de meest diverse ecosystemen op aarde. Maar dat is nog lang niet alles. De Verenigde Naties stellen dat 'koraalriffen tot USD 2,7 biljoen per jaar opleveren. Zo vormen ze een kritieke en natuurlijke infrastructuur die de kwetsbare kustlijnen beschermt tegen stormen en overstromingen, bieden ze voedselzekerheid voor kwetsbare bevolkingsgroepen, zorgen ze voor inkomsten uit toerisme en leveren ze zelfs grondstoffen op voor levensreddende geneesmiddelen.' De noodzaak om de riffen te herstellen, is duidelijk.

"Maar als er geen klimaatverandering zou zijn, hoefden we dit allemaal niet te doen. En we kunnen niet alle riffen ter wereld opnieuw opbouwen met deze vorm van restauratie", aldus Mike. "Dat staat vast, want het is gewoon te veel. Maar we kunnen wel tijd rekken." Hij noemt als voorbeeld het eiland Palau, waar de riffen langzaam kunnen herstellen van zogenaamde verbleking: wanneer de temperatuur van het zeewater stijgt, kleurt het koraal wit en zijn ze niet langer een voedselbron voor andere dieren. Dit rif ligt van nature geïsoleerd en wordt daardoor niet blootgesteld aan overbevissing of aan door mensen veroorzaakte pathogenen. "Met restauratie kunnen we koralen een handje helpen en het herstelproces op gang brengen."

"Als we een camera op een fluorescerende microscoop bevestigen, kunnen we verschillende fluorescerende markeringen toepassen op de verschillende fasen", voegt Jamie toe. "Er worden meerdere embryologische fasen gedocumenteerd en die dragen allemaal bij aan de statistieken in de onderzoekspapers die we publiceren." Zijn camera-apparatuur wordt bevestigd aan microscopen en steriele apparatuur, waardoor er time-lapsebeelden en nog veel meer kunnen worden gemaakt. Deze uitrusting maakt nu deel uit van de laboratoriumapparatuur van het team en stelt hen in staat om het verhaal van hun werk te delen met een wereldwijd publiek.

Hun werk en de nauwkeurige documentatie van elke fase van het proces zijn van cruciaal belang voor het begrijpen en herstellen van koraalriffen over de hele wereld, die het momenteel zwaar te verduren hebben. Klimaatverandering, verzuring van de oceaan, vervuiling, overbevissing en zelfs fysieke schade dragen allemaal bij aan de uitputting van waardevolle riffen, die worden beschouwd als de meest diverse ecosystemen op aarde. Maar dat is nog lang niet alles. De Verenigde Naties stellen dat 'koraalriffen tot USD 2,7 biljoen per jaar opleveren. Zo vormen ze een kritieke en natuurlijke infrastructuur die de kwetsbare kustlijnen beschermt tegen stormen en overstromingen, bieden ze voedselzekerheid voor kwetsbare bevolkingsgroepen, zorgen ze voor inkomsten uit toerisme en leveren ze zelfs grondstoffen op voor levensreddende geneesmiddelen.' De noodzaak om de riffen te herstellen, is duidelijk.

"Maar als er geen klimaatverandering zou zijn, hoefden we dit allemaal niet te doen. En we kunnen niet alle riffen ter wereld opnieuw opbouwen met deze vorm van restauratie", aldus Mike. "Dat staat vast, want het is gewoon te veel. Maar we kunnen wel tijd rekken." Hij noemt als voorbeeld het eiland Palau, waar de riffen langzaam kunnen herstellen van zogenaamde verbleking: wanneer de temperatuur van het zeewater stijgt, kleurt het koraal wit en zijn ze niet langer een voedselbron voor andere dieren. Dit rif ligt van nature geïsoleerd en wordt daardoor niet blootgesteld aan overbevissing of aan door mensen veroorzaakte pathogenen. "Met restauratie kunnen we koralen een handje helpen en het herstelproces op gang brengen."

Om het werk van het Coral Spawning Lab goed te kunnen begrijpen, moeten we teruggaan naar de basisbeginselen van de voortplanting van koraal. Bij 'spawning' of kuitschieten ontketenen koraalkolonies een explosie van eicellen en sperma in het water. Het is betoverend om te zien en Jamie beschrijft het als 'een levende lavalamp'. De eicellen en het sperma zweven naar elkaar toe, zodat de bevruchting plaatsvindt en er koraallarven ontstaan. Die larven worden meegevoerd door stromingen totdat ze uiteindelijk op een steen of een andere koraalstructuur neerdalen. Deze larven ondergaan vervolgens een metamorfose en groeien uit tot het koraal dat wij kennen. Jamie en zijn team verzamelen de eicellen en het sperma echter in speciale bakken en brengen die naar het laboratorium. Hier vindt een soort ivf-bevruchting plaats, en na enkele dagen ontwikkelen er zich reageerbuislarven, als het ware. Deze worden vervolgens teruggeplaatst in het aquarium om te groeien.

Een van de voordelen van dit project is dat de teams hierdoor ook de voortplantingsactiviteit kunnen bestuderen en de genetische diversiteit van het koraal kunnen waarborgen, waardoor het in de toekomst veerkrachtiger zal worden. Jamie: "Bij koraalverbleking zijn er altijd bepaalde soorten koraal die er minder last van lijken te hebben. Die zijn dus al genetisch geprogrammeerd om hiertegen bestand te zijn. Maar als deze kolonies zich aan weerszijden van een eiland bevinden, kunnen ze zich nooit zonder hulp voortplanten. Wij kunnen deze twee koralen in het lab samenbrengen om de volgende generatie koraal te creëren. We kunnen deze koraalsoorten ook selectief kweken. De nakomelingen die je zo produceert, zijn dus beter bestand tegen klimaatverandering." Maar klimaatverandering gaat zo snel, dat het een race tegen de klok is voor het Coral Spawning Lab. "We hebben waarschijnlijk minder dan acht jaar de tijd", legt Mike uit. "Als we dan geen grote impact hebben gemaakt, is het mogelijk te laat."

Dankzij hun samenwerking met Canon kan het team van het Coral Spawning Lab geavanceerde camera's en lenzen gebruiken om dit buitengewone proces vast te leggen. Met deze hulpmiddelen kunnen ze aquariumliefhebbers, milieuactivisten en de mariene-biologiegemeenschap inspireren, maar ze kunnen ook een verhaal vertellen dat verder reikt dan deze specifieke gemeenschappen. Wanneer een onderwerp zowel fascinerend als leerzaam is, toont de wereld meer interesse en wordt er vaker actie ondernomen. En het publiek is misschien anders, maar het visuele verhaal blijft hetzelfde: een krachtig verhaal van verwondering, urgentie en hoop dat een gevoelige snaar raakt, of je nu aan de Stille Zuidzee woont of in Zuid-Londen.