De koraalrifparadox waar Darwin het hoofd al over brak, is iets verder opgehelderd

Koraalriffen zijn rijke leefgemeenschappen, in een opmerkelijk ­arme omgeving. De zeeën waarin ze groeien, bieden nauwelijks voedsel, het zijn de natte equivalenten van woestijnen. En toch bloeit daar een rijke gemeenschap van koraaldiertjes, algen, sponzen, vissen en nog veel meer.

Dat die biologische rijkdom uit niets lijkt te groeien, had Charles Darwin, de vader van de evolutietheorie, al opgemerkt. Het fenomeen wordt dan ook Darwins paradox genoemd en helemaal opgehelderd is het nog altijd niet. De voedselketen van het rif bevat nog veel onbekenden.

Onderschatte visjes

In een kippenren kun je tot op de gram nauwkeurig meten wat er aan voer en energie in gaat en wat er aan ­eieren uitkomt. Een koraalrif is daarvoor te complex, door de vele soorten die er leven en door zijn structuur; veel van het leven onttrekt zich aan het oog, omdat het niet op of rond het rif groeit maar in de holtes eronder.

Een internationale groep onderzoekers onder Canadese leiding wijst nu in vakblad Science op een deel van de voedselketen op het rif dat volgens hen zwaar wordt onderschat. Het zijn de ­allerkleinste vissoorten die er leven: grondels, kardinaalbaarsen en naakte slijmvissen. Visjes niet groter dan een paar centimeter en vederlicht.

Omdat die kleinste vissoorten op het menu staan van alle rifbewoners die groter zijn dan zij, leven ze niet lang; gemiddeld niet meer dan een paar weken. Dat die vissoorten toch niet ten onder gaan, maar juist floreren, komt door een constante en omvangrijke aanvoer van jonge larven, laten de ­onderzoekers zien.

Voor de meeste zeevissen geldt dat hun nakomelingen, de larven, verspreid raken in de oceaan, en dat slechts een klein deel van hen overleeft. De larven van deze kleinste vissoorten doen dat niet, die blijven in het koraalrif. En blijkbaar is het daar goed toeven, want veel van die larven groeien tot volwassen visjes. Die worden snel weg­gegeten, maar er staat dan alweer een leger aan larven klaar om hun plek in te nemen.

Andere kijk op de voedselketen

Die continue aanvoer van larven is een voedselbron waarop de biologische rijkdom van het rif is gebouwd, en daarmee de oplossing van Darwins paradox, schrijven de onderzoekers in Science. Maar dat is de vraag. Het mechanisme kan best belangrijk zijn, maar de oplossing van de paradox is het niet, zegt Jasper de Goeij, ecoloog aan de Universiteit van Amsterdam. De Goeij doet ­onderzoek naar koraalriffen, en publiceerde enkele jaren geleden met collega’s van het Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee (NIOZ), en de universiteiten van Maastricht, Utrecht en Wageningen een heel andere kijk op de voedselketen daar.

In het verhaal dat de Canadezen nu hebben gepubliceerd, wordt het rif in feite gevoed door een bron van buiten, namelijk de larven van kleine vissen. In het verhaal van De Goeij zit de levensbron in het rif zelf, en is een hoofdrol weggelegd niet voor vissen, maar voor sponzen.

Onderaan de voedselketen op het rif staan kleine eencelligen, zoals algen, die net als planten met behulp van zonlicht koolstofverbindingen kunnen ­maken, bouwstenen voor het leven. Zelf gebruiken ze daarvan hooguit de helft, de andere helft lost op in het zeewater. “Die stoffen zijn verreweg de grootste potentiële voedselbron op het rif”, zegt De Goeij. Maar in opgeloste vorm zijn ze voor de meeste bewoners van het rif, zoals vissen, niet bruikbaar. 

Sponzen

Ze gaan echter niet verloren; de voedingsstoffen belanden grotendeels in de holtes en grotten van de koraalriffen, de binnenkant, die twee derde van het volume van zo’n rif in beslag neemt. Op de wanden daarvan groeien sponzen, niet van die enorme bollen, maar vaak dunne lagen spons die zo’n wand helemaal bedekken.

Die sponzen weten de suikers effectief uit het zeewater te filteren, ontdekten De Goeij en zijn collega’s. Zó effectief, dat ze enorm zouden moeten groeien. Maar dat doen ze niet, ze groeien nauwelijks. Ze blijken die bouwstoffen vooral te gebruiken om voortdurend en in hoog tempo de cellen van hun filterorganen te vervangen. De Goeij vergelijkt het met een darm, waar ook voortdurende cellen worden vernieuwd en oude cellen worden uitgepoept.

Al die sponzen in het hart van het rif stoten voortdurend grote hoeveelheden dode cellen uit en andere afvalstoffen, die weer voedsel zijn voor vissen en ­andere organismen. In dit verhaal zijn het dus de sponzen die voedingsstoffen uit het zeewater halen en geschikt ­maken voor consumptie door de hele leefgemeenschap op het rif.

Geen gevecht

We eindigen nu niet in een gevecht tussen twee theorieën die niet met elkaar te rijmen zijn. Beide kunnen waar zijn. Het verhaal over sponzen begint helemaal onderin de voedselketen, het verhaal over de vissenlarven iets hoger in die keten. Dat die larven zich niet door zee verspreiden, maar in het rif blijven kan heel goed komen door de sponzen, zegt De Goeij. “De omstandigheden zijn er blijkbaar gunstig voor larven. Misschien leven ze wel op sponzenpoep.”

Wat de sponzen in ieder geval laten zien is dat koraalriffen systemen zijn waarin de voedingsstoffen doorlopend worden gebruikt en hergebruikt. Een vrijwel gesloten systeem dat met zonlicht de productie op gang brengt en waarin vrijwel niets verloren gaat. Daar ligt, volgens De Goeij, het fundamentele antwoord op Darwins paradox: efficiënte recycling.

Er is op land een vergelijkbaar systeem: het tropisch regenwoud. Toen de eerste westerse kolonisten dat zagen, dachten ze dat die enorme bossen op heel rijke gronden moesten staan. Maar als je een regenwoud kapt, zie je het tegendeel: je blijft zitten met keiharde, arme grond, waarop niets wil groeien. De rijkdom van het woud zit niet in de grond, maar in het bos, in de voedingsstoffen die voortdurend circuleren in groei, bloei en hergebruik na de dood.

De Goeij: “Dat heb je op het rif ook: vrijwel alle energie blijft in circulatie in het systeem. Aan het tropisch regenwoud en aan koraalriffen kun je zien hoe vindingrijk het leven kan zijn ­onder moeilijke omstandigheden. De mooiste biologische systemen vind je in de marge.”

Wat is een koraalrif?

Koraalriffen zijn kalkformaties die zijn gebouwd door koraalpoliepen, diertjes van een paar millimeter groot, familie van de zeeanemoon en een verre verwant van de kwal. Koraalpoliepen maken een extern skelet om zich te beschermen, en bij elkaar vormen die de kalkformaties. Koraalriffen vormen zich in de buurt van een kust en kunnen tientallen kilometers lang worden. De grootste en bekendste formatie is het Great Barrier Reef, dat zich uitstrekt over 2600 kilometer voor de kust van Australië. 

Alle koraalriffen bij elkaar beslaan slechts 1 promille van het aardoppervlak (ofwel twaalf keer Nederland), maar een kwart van alle in zee levende soorten is van het rif afhankelijk. Koraalriffen worden in hun voortbestaan bedreigd, vooral door klimaatverandering. Op het rif ‘verbouwen’ de koraalpoliepen algen die een bron van voedsel zijn. Een stijging van de temperatuur van het zeewater verstoort dat proces. De algen verdwijnen en het rif blijf kaal achter. Het is een zichtbare verbleking, want het zijn die algen die het rif zijn rijke kleuren geven.

Lees ook:

Koraalriffen zijn de kanariepietjes van het klimaat

Volgens sommige wetenschappers is het Great Barrier Reef in een terminale fase beland. ‘We hebben gefaald. Vorig jaar was een slecht jaar, 2017 is een rampjaar.’

De bodem van de oceaan ligt bezaaid met waardevolle ertsknollen

De wereldhonger naar schaarse metalen kan worden gestild met ertsknollen. Maar die liggen op de bodem van de oceaan. Wie gaat ze halen?