Cold-water coral traps itself on mountains in the deep sea

~ For Dutch, scroll down ~

Deep and dark

Unlike the famous, colorful tropical corals, cold-water corals live in dark waters a few hundred meters deep, for example off the west coast of Ireland. In the dark, they do not coexist with algae that often give tropical corals their spectacular colors; after all, those algae need light. “But that certainly does not mean that cold-water corals are boring,” Van der Kaaden emphasizes. “They sometimes have beautiful colors of their own. And they certainly play an equally important role in the ecosystem as tropical reefs. For example, they are oases of food for fish. They have a very central place in the ocean systems.”

Maze

Van der Kaaden conducted research on real reefs and on ‘mathematical reefs’ in computational models. “In both cases, I tried to discover the spatial patterns in which the corals grow. With the Australian Great Barrier Reef, for example, this is very simple: you can even see their growth patterns from space. With cold-water corals, you have to recognize these patterns while walking around in a pitch-dark maze, so to speak, with only a small flashlight. And yet, using statistical techniques and video stills, we did manage to get an overall picture," she notes. Her thesis describes, among other things, the regular reefs, ridges and mountains that corals form over thousands of years.

Higher than the Eiffel Tower

Van der Kaaden also saw how the corals, as true ‘ecosystem engineers’, adapted their environment, especially the water current, to attract more food particles to themselves. "Over hundreds of thousands of years, the coral reefs form mountains that can grow higher than the Eiffel Tower. So, the corals get higher in the ocean, where there is more food, and those mountains also create water currents that transport the food to the mountain."

Cold-blooded animal

The expectation is that if the water becomes too warm due to climate change, the corals will want to grow lower and colder. Van der Kaaden: "A cold-blooded animal like a coral uses up too much energy in warmer water. But a coral is an animal that is attached to the bottom, so it can't just move down the mountain. It disperses through larvae, but for new corals, the food conditions on the flanks of a coral mountain are worse because of the specific flow patterns."

Resilient

Van der Kaaden does not want to sound an immediate alarm about the survival of cold-water corals under the changing climate. "Maybe these organisms are more resilient than we think, and if not, they might build new mountains or reefs in other places. But with this research, I do want to show that an organism's response to climate change is not always easy to predict. There are many complex processes that create unexpected obstacles or opportunities. We, as a society must take that into account when preparing for the effects of climate change."

Koraal zet zichzelf klem op berghellingen in de diepzee

Koralen komen veelvuldig voor in het koude en donkere water van de diepzee. Daar zijn ze op zoek naar eten, waarbij ze  steeds hogere bergen bouwen om dichter bij  voedselbronnen te komen. Maar daarbij kunnen ze zichzelf wel klemzetten, wanneer het klimaat verandert, want ze kunnen moeilijk terug. Dat laat theoretisch ecoloog Anna van der Kaaden van het NIOZ in Yerseke en het Copernicus Instituut voor Duurzame Ontwikkeling in Utrecht zien in het proefschrift dat zij op 20 februari verdedigt aan de Rijksuniversiteit Groningen. “Als het water warmer wordt, willen deze diertjes liever dieper zitten, maar koraal wandelt niet zomaar even de berg af”, aldus Van der Kaaden.

Diep en donker

Anders dan de beroemde, kleurige tropische koralen, leven koudwaterkoralen in donkere wateren op een paar honderd meter diepte, bijvoorbeeld voor de westkust van Ierland. In het donker leven ze niet samen met algen die de tropische koralen vaak hun spectaculaire kleuren geven; die algen hebben immers licht nodig. “Maar dat betekent zeker niet dat koudwaterkoralen ‘saai’ zijn”, benadrukt Van der Kaaden. “Ze hebben soms van zichzelf al mooie kleuren. En ze hebben zeker net zo’n belangrijke rol in het ecosysteem als de tropische riffen. Het zijn bijvoorbeeld oases met voedsel voor vissen. Ze hebben een heel centrale plek in de oceanen.”

Doolhof

Van der Kaaden deed onderzoek aan echte riffen en aan ‘theoretische riffen’ in rekenmodellen. “In beide gevallen probeerde ik de ruimtelijke patronen te ontdekken waarin de koralen groeien. Voor bijvoorbeeld het Australische Groot Barrièrerif is dat relatief eenvoudig: daar zie je de groeipatronen zelfs vanuit de ruimte. Bij koudwaterkoralen moet je de patronen zien te herkennen terwijl je als het ware in een pikkedonker doolhof rondloopt met alleen maar een klein zaklampje. En toch is het ons met behulp van statistische technieken en videobeelden wel gelukt om een totaalbeeld te krijgen”, stelt de promovenda vast. In haar proefschrift beschrijft ze onder andere de regelmatige riffen, richels en bergen die de koralen in de loop van duizenden jaren vormen.

Hoger dan de Eiffeltoren

Van der Kaaden zag ook hoe de koralen als ware ‘ecosystem engineers’ hun omgeving en dan met name de waterstroming aanpasten om zo meer voedseldeeltjes naar zich toe te halen. “Over honderdduizenden jaren vormen de koraalriffen bergen die hoger kunnen worden dan de Eiffeltoren. Zo komen de koralen hoger in de oceaan, waar meer voedsel is en die bergen veroorzaken ook nog waterstromen die het voedsel naar de berg transporteren.”

Koudbloedig dier

De verwachting is dat als het water door klimaatverandering té warm wordt, de koralen juist wat láger en kouder willen groeien. Van der Kaaden: “Een koudbloedig diertje als een koraal verstookt te veel energie in warmer water. Maar koralen zijn dieren die vastzitten, dus die kunnen niet de berg af. Ze verplaatsen zich wel door middel van larven, maar voor nieuwe koralen zijn de voedselcondities op de flanken van een koraalberg slechter door de stromingspatronen.”

Veerkrachtig

Van der Kaaden wil niet direct alarm slaan over het voortbestaan van koudwaterkoralen onder het veranderende klimaat. “Misschien zijn deze organismen wel veerkrachtiger dan we denken en anders zullen ze op andere plekken wellicht nieuwe bergen of riffen gaan bouwen. Maar met dit onderzoek wil ik wel laten zien dat de reactie van een organisme op klimaatverandering niet altijd eenvoudig te voorspellen is. Er zijn veel complexe processen die onverwachte hindernissen of mogelijkheden scheppen. Daar moeten we als samenleving rekening mee houden wanneer we ons voorbereiden op de effecten van klimaatverandering.”