Thema
Diep in de zee

Over het zeemuurtje

Ook voor dit thema nemen wetenschappers uit twee verschillende disciplines elkaars onderzoek onder de loep. We geven het woord aan oceanografe Maria-Esther Espinoza (UAntwerpen), fysicus Lendert Gelens (KU Leuven) en bioloog Eli Thoré (UNamur).

Wie is wie?

Oceanografe Maria-Esther Espinoza is doctoraal onderzoeker aan het Departement Biologie van de UAntwerpen. Sinds november 2023 krijgt ze FWO-steun voor haar onderzoek naar de ontwikkeling van nieuwe mangrovebossen in een tropische rivierdelta.

Fysicus Lendert Gelens leidt het Laboratorium voor Dynamica in Biologische Systemen van de KU Leuven. Eli Thoré, aquatisch eco(toxico)loog en gedragsbioloog, leidt het nieuwe Laboratorium voor Adaptatieve Biodynamieken aan de Universiteit van Namen, is onderzoeker aan de Swedish University of Agricultural Studies en vrijwillig wetenschappelijk medewerker aan de KU Leuven. Sinds november 2024 krijgen ze FWO-steun voor hun onderzoek naar de biologische ritmes van waterdieren in een verontreinigde wereld.

Maria-Esther: “Jullie onderzoeken de impact van verontreiniging op het bioritme van vissen. Wat moet ik me daarbij voorstellen?”

Lendert: “Dag, Maria-Esther! Om op het juiste moment op de juiste plaats actief te zijn, hebben vrijwel alle levende wezens biologische ritmes, zoals een waak- en slaapritme. Een interne klok helpt hen om hun activiteiten af te stemmen op veranderingen in hun omgeving. Die veranderingen kunnen zowel dagelijks als seizoensgebonden zijn en hebben vaak een directe invloed op hun overleving en voortplanting. Dat is voor vissen niet anders: hun biologische klok bepaalt precies wanneer ze voedsel zoeken, zich voortplanten, schuilen voor roofvissen enzovoort.”

Eli: “De ecologische basis van die ritmes is lang onderbelicht gebleven. Als we de impact van verontreiniging op ecosystemen willen voorspellen en effectieve beschermingsmaatregelen willen ontwikkelen, moeten we ze beter begrijpen. Chemische verontreiniging kan bijvoorbeeld de activiteits- en rustcycli van dieren afzwakken, waardoor een mismatch kan ontstaan met het gedrag van andere dieren. Dat kan zowel roof- als prooidieren in gevaar brengen.”

Mangrovebossen slaan drie tot vier meer CO2 op dan landbossen, terwijl ze minder dan 0,1% van het aardoppervlak bedekken
Maria-Esther Espinoza
UAntwerpen

Maria-Esther: “In steden worden we geconfronteerd met lichtverontreiniging. Brengt die vissen ook van de wijs?”

Eli: “Dat is zeker mogelijk. Door overvloedig kunstlicht kunnen ze ’s nachts langer actief blijven, en dat zou hun interactie met prooien of roofdieren ingrijpend kunnen veranderen. Licht- en chemische verontreiniging kunnen veel meer verstoren dan alleen het waak- en slaapritme, ze kunnen ecologische relaties ontwrichten.”

Lendert: “Inderdaad. En ook dagelijkse temperatuurschommelingen beïnvloeden de ontwikkeling en het gedrag van waterorganismen.”

“Door al die omgevingsfactoren met biologische ritmes te kruisen, onderzoeken we hoe ze organismen beïnvloeden, waarbij we vooral kijken naar zoetwaterdieren. Op termijn zouden we ons werk kunnen uitbreiden naar andere omgevingen, zoals estuaria – wijde trechtervormige riviermonden, waarin eb en vloed goed merkbaar zijn. Zijn die niet de focus van jouw onderzoek, Maria-Esther?”

Maria-Esther: “Inderdaad. Ik bestudeer mangrovebossen: bossen van luchtwortelbomen langs tropische en subtropische kustlijnen. Ze groeien in het zoute, zuurstofarme gebied tussen eb en vloed, het zogenoemde intergetijdengebied.”

“Mangroves spelen een cruciale rol om de klimaatverandering te verzachten. Ze vormen een natuurlijke barrière tegen stijgende zeespiegels en zwaardere stormen, vergelijkbaar met schorren in gematigde streken zoals België.”

Hun biologische klok zorgt ervoor dat vissen op het juiste moment voedsel zoeken, paren of gevaar vermijden
Lendert Gelens
KU Leuven

Eli: “Ze kunnen ook enorme hoeveelheden koolstof opslaan, toch?”

Maria-Esther: “Drie tot vier keer meer dan landbossen zelfs, terwijl ze minder dan 0,1% van het aardoppervlak bedekken. Ze slaan CO2 op in hun stammen, wortels en bladeren. Hun wortelsystemen houden het sediment vast, wat helpt om koolstofrijke bodems te stabiliseren. Ze zijn ook heel belangrijk voor lokale gemeenschappen: ze vormen een voedselbron voor onder andere vis en krabben, en bieden een habitat aan verschillende soorten vogels en waterdieren.”

Lendert: “Aangezien mangrovebossen zo belangrijk zijn, lijkt het me belangrijk om te weten hoe mangroves groeien, en hoe snel ze dat doen. Onderzoek je dat ook?”

Maria-Esther: “Jazeker. Er is nu veel vraag naar mangroveherstel om klimaatverandering tegen te gaan, maar soms mislukt herstel gewoon omdat we niet weten hoe water, sediment en mangrovevegetatie op elkaar inwerken om een geschikte omgeving te creëren.”

“Een belangrijke factor is de plantlocatie langs het intergetijdengebied. Als nieuwe mangroves te hoog zijn geplant, worden ze onvoldoende overstroomd. Zijn ze te laag geplant, dan worden ze te vaak overstroomd. Dat kan hun groei beïnvloeden.”

 

“De effecten van verontreiniging kunnen sterk variëren tijdens de dag-nachtcyclus”

“De getijden zouden ook een impact kunnen hebben op de biologische ritmes van vissen”

 

“Na verloop van tijd, wanneer mangroves ouder worden, houden ze sediment vast en wordt het bodemoppervlak hoger. Daardoor overstromen ze minder vaak en wordt de ophoping van sediment vertraagd. Die interacties tussen water, bodem en vegetatie in de loop van de tijd zijn complex; we moeten ze bestuderen om het succes van mangroveherstel te verbeteren.Lendert: “Mangroves hebben we natuurlijk niet in België: ben je vaak op reis?”

Maria-Esther: “Absoluut. Je locatie is heel belangrijk. Ik heb gekozen voor de Guayas-delta in Ecuador, een grote tropische rivierdelta met zo’n 1.400 vierkante kilometer aan mangrovebossen. Die bieden waardevolle ecosysteemdiensten aan lokale gemeenschappen en aan Guayaquil, een stad met ongeveer 3 miljoen inwoners die ook in de delta ligt en waar ik vandaan kom.”

“Een groot deel van de mangrovebossen in de Guayas-delta is gekapt voor de garnalenkweek, maar het afgelopen decennium zijn de inspanningen voor natuurbehoud er toegenomen, en nu groeien er weer nieuwe mangrovebossen langs de getijdenwadden. Dat biedt een unieke kans om te bestuderen hoe verschillende factoren, zoals de stijgende zeespiegel, de ontwikkeling van nieuwe bossen beïnvloeden.”

Licht- en chemische verontreiniging kunnen meer verstoren dan het waak- en slaapritme van dieren. Ze zouden ecologische relaties kunnen ontwrichten
Eli Thor&
UNamur

Eli: “Hoe pak je dat precies aan?”

Maria-Esther: “Ik zal analyseren hoe milieufactoren de groei van mangrovebossen beïnvloeden tijdens El Niño-events, wanneer de zeespiegel stijgt, en La Niña-events, wanneer hij daalt. Ik monitor eigenschappen van de wortelstructuren, zoals de diameter en de hoogte, om te zien hoe mangrove-ecosystemen zich ontwikkelen in relatie tot sedimentophoping en getijden.”

“Ik wil een model maken dat ons helpt om te voorspellen waar, wanneer en hoe snel nieuw mangrovebos zich kan ontwikkelen in zulke grote tropische rivierdelta’s. Die kennis is cruciaal voor de ontwikkeling van strategieën voor het behoud van mangroves in tropische gebieden.”

“Streven jullie ook naar zo’n model?”

Eli: “We hopen dat onze bevindingen bijdragen aan strategieën die zowel dieren als hun leefomgevingen beschermen. Onze resultaten zullen bevestigen, denken we, dat je bij verontreiniging niet alleen rekening moet houden met de concentratie of intensiteit van de blootstelling, maar ook met het moment waarop die blootstelling plaatsvindt. De effecten kunnen mogelijk sterk variëren tijdens de dag-nachtcyclus, vooral als het gaat om verstoring van biologische ritmes. Het omgekeerde – natuurlijke dag-nachtritmes die ontregeld raken door verontreiniging – is trouwens ook mogelijk.”

Maria-Esther: “En dus zouden de getijden ook bij jullie een impact kunnen hebben?”

Lendert: “Absoluut. Estuariene en kustecosystemen zijn vaak hotspots van menselijke activiteit en staan blootgesteld aan zowel licht- als chemische verontreiniging. De dieren moeten zich niet alleen aan dag-nachtritmes aanpassen, maar ook aan getijden. Dat maakt het inderdaad complexer. Hoe organismen daarmee omgaan, en hoe verontreiniging die processen verstoort, moet zeker verder uitgezocht worden. Ons onderzoek kan de basis vormen om die dynamieken, ook in getijdengebieden, beter te begrijpen.”