Environmental ScienceBites Volume 2

Koralen spelen een cruciale rol in mariene ecosystemen en hebben een aanzienlijke impact op de mens. Deze mariene soorten worden bedreigd als de temperatuur stijgt, en de mens maakt gebruik van vistechnieken die vissen verdoven en schadelijke chemicaliën in de oceanen afgeven. Zal cyanide problematisch blijven voor koralen of zal nieuw onderzoek leiden tot alternatieve visserijpraktijken?

figuur 1. Koralen vertonen tekenen van bleken als ze wit beginnen te worden. Dit effect kan het koraal ernstig schaden en uiteindelijk tot de dood leiden. Foto met dank aan Oregon State University, 2012, FlickrCommons. CC BY-SA 2.0.Koralen zijn zeedieren waarvan de poliepen een endosymbiotische relatie vormen met algen van het geslacht Symbiodinium.5 deze dinoflagellaten, bekend als zooxanthellae, zijn van cruciaal belang voor de gezondheid van koraal omdat ze fotosynthetiseren en energie leveren in de vorm van suikers.2 coral bleaching is een proces waarbij het koraal hun algensymbionten uitdrijft om hun overlevingskansen te vergroten, wat resulteert in verkleuring van koraalkolonies (figuur 1).2 de algen kunnen worden vervangen, maar het koraal zal snel na de gebeurtenis sterven als ze geen nieuwe algen krijgen.4

Koralen spelen een centrale rol in mariene ecosystemen. Ze bieden onderdak en substraat voor veel verschillende soorten vissen en ongewervelde dieren. Bovendien is hun impact op de mens aanzienlijk. Koraalriffen verminderen de schade aan strandeigenschappen door golven te dempen, die anders het strand zouden eroderen. Daarnaast worden koraalriffen geschat op miljarden dollars aan inkomsten door visserij, biogeneeskunde en toerisme.4 als zodanig is het behoud van koraalriffen van cruciaal belang voor het behoud van de oceaan.

Figuur 2. Wat Veroorzaakt Het Bleken Van Koraal? Met dank aan NOAA, 2017. Publiek Domein.

drie belangrijke stressoren worden gewoonlijk geëvalueerd met betrekking tot coral bleaching events. In de eerste plaats wordt de snelle opwarming van de oceanen vaak genoemd als de belangrijkste factor die bijdraagt aan massale koraalbleking.3,4,5 als de temperatuur stijgt, verdrijven koralen hun endosymbionts. El Nino-voorvallen, een belangrijke trigger van eerdere bleekgebeurtenissen, zullen naar verwachting in frequentie toenemen naarmate de wereldwijde temperaturen stijgen.2 Dit kan leiden tot drastische veranderingen in omstandigheden die koralen niet kunnen weerstaan. Blast fishing kan ook een negatieve invloed hebben op koralen. Bij het opblazen worden vissen bedwelmd met explosieven om ze gemakkelijker te vangen.10

kaliumnitraat wordt in lokale gemeenschappen vaak gebruikt als goedkope methode om gewenste explosieve effecten te veroorzaken.10 Dit proces leidt vaak tot gefragmenteerde koralen afkomstig van de bron van de explosie en kan aanzienlijke gevolgen hebben voor de gezondheid van het rif.10 ten slotte is het vissen met cyanide een gangbare praktijk waarbij cyanide wordt gebruikt om vissen te verdoven en gemakkelijker te vangen.1,2,3,6,8,9,10,11 het kan ook vissen doden die geen hogere doses kunnen verdragen die gebruikt worden om grotere vissen te verdoven. Ongeveer 70% van de voor aquaria gevangen vis wordt gevangen met natriumcyanide.3 Het is in veel landen illegaal, maar is nog steeds wijdverbreid in regio ‘ s waar geen regelgeving bestaat.Cyanide kan lokale bleekprocessen veroorzaken door de fotosynthetische activiteit van het Symbiodinium te remmen.1,5,7,8

er is een aanzienlijke hoeveelheid onderzoek gaande naar de effecten van bovengenoemde stressoren. In het bijzonder zijn veel onderzoekers geïnteresseerd in het leren hoe chemische stressoren de gezondheid van koraal kunnen beïnvloeden. Veel van het onderzoek waarnaar wordt verwezen richt zich op de impact van cyanide op harde koralen en hun endosymbiotische dinoflagellaten. In één experiment stelden onderzoekers koralen bloot aan variërende concentraties van cyanide-ionen.(‘) Deze concentraties waren lager dan die welke gewoonlijk bij visserijactiviteiten worden gebruikt.1 Koralen reageerden door hun zooxanthellae te verdrijven. Analyse van de gegevens beschreef de verminderde dichtheid van zooxanthellae en verhoogde cellulaire deling van zooxanthellae voor groepen blootgesteld aan cyanide.1 Sommige aan cyanide blootgestelde dinoflagellaten stierven, terwijl andere verkleurd leken.1 Deze resultaten tonen de ernstige effecten aan die cyanide kan hebben op de fotosynthetische activiteit en de gezondheid van koraal.Soortgelijke experimenten ondersteunen deze resultaten en hebben aangetoond dat cyanide specifiek de Calvine fotosynthesecyclus bij dinoflagellaten remt.De concentraties voor deze experimenten werden zorgvuldig geselecteerd om het cyanidegehalte te vinden dat de Calvijncyclus remt, maar geen invloed heeft op andere processen in beide organismen.5,6,7,8 bovendien ondersteunen sommige bevindingen niet de hypothese dat thermische stress alleen de Calvijn-cyclus kan remmen.8 ander onderzoek heeft aangetoond dat cyanide een aanzienlijke invloed heeft op het koraal zelf en op andere organismen die aan hoge concentraties worden blootgesteld. Er zijn aanwijzingen dat cyanide de mitochondriale activiteit remt en daarom de beschikbaarheid van ATP (adenosine trifosfaat) in cellen vermindert.3 samen vormen deze gegevens een legitieme zorg voor de gezondheid van koraal waar cyanide wordt gebruikt. Zowel koralen als hun dinoflagellaatsymbionten worden negatief beïnvloed door cyanide, wat het bleken kan verergeren.

Figuur 3. Alternatieve vistechnieken kunnen schadelijk zijn voor aquatische soorten, zoals het koraal in koraalriffen. Blast fishing maakt gebruik van explosieven onder water om vissen te verdoven, waardoor ze gemakkelijker te vangen. Natriumcyanide wordt vaak gebruikt in een praktijk die bekend staat als cyanide vissen, waarbij vissen worden bedwelmd met de stof en zijn dan gemakkelijker te vangen voor gebruik in aquaria. Belangrijke factoren dragen bij aan belangrijke coral bleaching events zoals in specifieke gebieden van het Great Barrier Reef in Australië. Met dank aan Drajay1976, 2013, Wikimedia Commons. CC BY-SA 3.0., Ella Weaver, 2017., en Oregon State University, 2016, Wikimedia Commons. CC BY-SA 2.0.

onderzoekers zijn op zoek naar een meer pragmatische aanpak van de cyanidevisserij omdat deze moeilijk te reguleren is. Een voorstel is het gebruik van kruidnagelolie bij visserijactiviteiten.4 kruidnagelolie zorgt ervoor dat vissen het bewustzijn verliezen en kan dienen als een alternatief voor cyanide.4 in een studie die koralen blootstelt aan variërende concentraties van kruidnagelolieoplossing, vonden onderzoekers dat lage concentraties niet schadelijk waren voor het koraal dat in het experiment werd gebruikt.4 lage cyanideconcentraties bleken daarentegen aanzienlijk schadelijk te zijn.1 kruidnagelolie kan dus een levensvatbaar alternatief zijn in de visserij omdat het geen significante ecologische impact heeft op de lokale koraalpopulaties.4

naast alternatieven voor de cyanidevisserij is het belangrijk nieuwe technieken te ontwikkelen die het mogelijk maken cyanide op te sporen wanneer het illegaal wordt gebruikt.9,11 deze tweesporenaanpak kan een alternatief bieden en tegelijkertijd straffen bieden aan degenen die niet ophouden met illegale activiteiten. Een van de manieren om dit te doen is door detectie van thiocyanaatanion, dat wordt uitgescheiden door zeevissen nadat ze cyanide-ion neutraliseren.11 optische vezels worden gebruikt in combinatie met vloeistofchromatografietechnologie om thiocyanaat te detecteren.11 Deze nieuwe techniek zou kunnen worden gebruikt om illegaal gevangen aquariumvissen op te sporen, waardoor de voordelen van het gebruik van cyanide bij de visserij zouden verdwijnen.11

naast mechanische methoden voor het opsporen van cyanide bestaan er verschillende biologische methoden. Bacteriën kunnen cyanide-ion metaboliseren en omzetten in cyanaat door het gebruik van zuurstof.9 naarmate meer cyanide wordt afgebroken, neemt het zuurstofgehalte af.9 dalende zuurstofniveaus kunnen worden gecontroleerd met behulp van Clark-zuurstofelektroden, die indirect cyanideniveaus in zeewater zouden meten.9 andere biosensoren die de eigenschappen van enzymen gebruiken, zijn voorgesteld voor de detectie van cyanide en kunnen vaak nauwkeurige metingen van cyanideconcentraties leveren.9

Figuur 4. Het aantal gezonde koraalriffen neemt af naarmate het bleken van koraal vaker voorkomt. Met dank aan NOAA, 2011, FlickrCommons. Publiek Domein.

hoewel er nog steeds behoefte is aan meer onderzoek naar de oorzaken van het bleken van koralen, worden de effecten van cyanide op koralen steeds beter begrepen. Door deze oorzaak onder de aandacht te brengen, kan het beleid gericht zijn op de bestrijding van de cyanidevisserij door middel van nieuwe methoden voor de detectie en screening van aquariumvissen in landen met de daarvoor benodigde infrastructuur. Een beter inzicht in de fysiologische impact van cyanide op koralen en het mariene leven zal ook een bredere kijk op de toxicologie van trofische niveaus binnen ecosystemen mogelijk maken. Naarmate meer onderzoek de impact van opwarming van de temperatuur op het bleken van koraal benadrukt, is het van cruciaal belang dat gemakkelijker oplosbare problemen worden opgelost om lokale koraalpopulaties van sommige van deze druk te bevrijden.

  1. Cervino, J. M., et al. (2003). Veranderingen in zooxanthellae dichtheid, morfologie en mitotische index in hermatypische koralen en anemonen blootgesteld aan cyanide. Marine Pollution Bulletin, 46(5):573-586
  2. Coral gezondheid en Monitoring Programma. Koraal Bleken-Achtergrond. National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). Ontleend aan http://www.coral.noaa.gov/research/climate-change/coral-bleaching.html
  3. Downs, C.A., et al. (2010). In vitro celtoxiciteitsonderzoek als alternatief diermodel voor koraaltoxicologie: effecten van hittestress, sulfide, rotenon, cyanide en cuprousoxide op de levensvatbaarheid van de cellen en de mitochondriale functie. Ecotoxicologie, 19:171-184
  4. Frisch, A. J., et al. (2007). De effecten van kruidnagelolie op Koraal: een experimentele evaluatie met Pocillopora damicornis (Linnaeus). Tijdschrift voor experimentele Mariene Biologie en ecologie, 345(2):101-109
  5. Hill, R., et al. (2014). Remming van fotosynthetische CO2-fixatie in het koraal Pocillopora damicornis en de relatie met thermisch bleken. Journal of Experimental Biology, 217:2150-2162
  6. Jones, R. J. (1997). Effecten van cyanide op Koraal. SPC Live Reef Fish Information Bulletin, 3: 3-8
  7. Jones, R. J., & Hoegh-Guldberg, O. (1999). Effecten van cyanide op de fotosynthese van koraal: implicaties voor het identificeren van de oorzaak van het bleken van koraal en voor het beoordelen van de milieueffecten van de cyanidevisserij. Mariene ecologie Progress-serie, 177:83-91
  8. Jones, R. J., et al. (1999). PAM chlorofyl Fluorometrie: een nieuwe in situ techniek voor Stress beoordeling in Scleractinische Koralen, gebruikt om de effecten van Cyanide uit Cyanide vissen te onderzoeken. Marine Pollution Bulletin, 38(10):864-874
  9. Mak, K. K. W., et al. (2005). Cyanide vissen en cyanide detectie in koraalrif vissen met behulp van chemische tests en biosensoren. Biosensoren en Bio-Elektronica, 20(12):2581-2593
  10. McManus, J. W., et al. (1997). Effecten van sommige destructieve visserijmethoden op Koraalbedekking en mogelijke herstelpercentages. Beheer van het milieu, 21(1): 69-78
  11. Vaz, M. C. M., et al. (2012). Uitgescheiden thiocyanaat detecteert levende rifvissen die illegaal zijn verzameld met behulp van Cyanide—een niet-invasieve en niet-destructieve testmethode. PLoS ONE, 7 (4): e35355

cijfers:

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.