Als je inheemse oesters ( Crassostrea virginica ) in de Chesapeake Bay probeert te herstellen, kun je proberen ze in een omgeving te plaatsen waar ze waarschijnlijk ziek worden. De waarschuwing: je moet er genoeg van planten om 'het huis schoon te maken'.
Van dit verhaal
Smithsonian Environmental Research Centergerelateerde inhoud
- Je cosmetica kan een populair afrodisiacum doden: oesters
- Oesters kunnen Staten Island redden van de volgende orkaan Sandy
Dat is slechts een idee dat wordt geïmpliceerd door een studie van Smithsonian wetenschapper Denise Breitburg, die de effecten van zuurstofarme op een oester-verlammende ziekte onderzocht genaamd Dermo ( Perkinsus marinus ). De eencellige parasiet die het bloed van een oester infecteert, is inheems in de Chesapeake Bay, en toen oesters overvloedig aanwezig waren, had de ziekte weinig effect op de bevolking als geheel. Maar na meer dan een eeuw van te veel oogsten, verlies van leefgebied en toenemende watervervuiling, zijn de oesters gedaald tot slechts één tot twee procent van hun historische aantal. Dermo is nu nog een slag die het eens overvloedige kroonjuweel van de baai decimeert.
Pogingen om oesters te herstellen zijn onder meer het verspreiden van schelpen geladen met spuug (baby-oesters) in het water, ideaal op plaatsen waar ze naar verwachting zullen gedijen. Het werk van Breitburg, dat vandaag werd gepubliceerd in het tijdschrift PLoS One, verwijst naar een contra-intuïtieve optie door nieuwe dynamiek tussen oesters en hun omgeving te onthullen.
Er is lang gedacht dat ondiepe wateren langs de kust een toevlucht bieden voor de zuurstofgebrek die dieren in dode zones ervaren. Deze enorme gebieden met zuurstofarm water komen voor op locaties verder van de kust en kunnen soms weken of zelfs maanden aanhouden. In dergelijke omstandigheden kan heel weinig overleven, vandaar de naam.
Breitburg hoopt dat haar studie kan helpen de schaal van herstel te bepalen om duurzame oesterpopulaties te produceren. (Smithsonian Environmental Research Center Marine Ecology Lab) Hoewel niet onderworpen aan de langdurige lage zuurstof die in dode zones wordt gezien, zijn de ondiepten niet immuun voor periodes van zuurstofgebrek. Breitburg's nieuwste werk geeft aan dat wateren langs de kust mogelijk geen absolute verlichting bieden voor deze verstikkende effecten. "We merken dat weinig zuurstof, zelfs als het een paar uur per dag voorkomt, zeer sterke effecten kan hebben op organismen in het systeem, " zegt Breitburg.
In het ondiepe water stroomt een constante toevoer van voedingsstoffen uit het land en stimuleert de groei van algen of fytoplankton, die op hun beurt overdag zuurstof produceren door fotosynthese. 'S Nachts verandert het verhaal echter. Hoewel de fotosynthese stopt, blijven organismen in het water ademen en neemt het zuurstofniveau soms dramatisch af. Terwijl de algen afsterven, trekt het proces van verval het zuurstofniveau nog verder naar beneden.
Deze dag-nacht cycli zijn natuurlijk, maar menselijke activiteit versterkt ze als afvoer van ontwikkeling en landbouwgrond en lozingen van rioolwaterzuiveringsinstallaties pompen voedingsstoffen in het water en voeden een overvloed aan algen.
Een spectrum van dia's toont de gezondheid van een oester die lijdt aan de verschillende intensiteiten van Dermo (van links naar rechts, gezond tot ernstig geïnfecteerd) naarmate de Perkinsus-parasiet zich vermenigvuldigt (Smithsonian Environmental Research Center Marine Ecology Lab) Door een reeks veld- en laboratoriumexperimenten ontdekte Breitburg dat oesters in gebieden met de grootste schommelingen in zuurstofniveaus dag en nacht veel meer vatbaar zijn voor Dermo. Bovendien verspreidt de ziekte zich krachtiger in dergelijke gebieden. "We ontdekten dat dagelijkse blootstelling aan laag opgeloste zuurstof in sommige gevallen de kans op het verwerven van Dermo kan verdubbelen of zelfs verdrievoudigen", zegt ze. "Het leidde ook tot meer ernstige infecties en verminderde groeisnelheden van oesters."
Hoewel onderzoekers wisten dat de parasiet gedijt in omstandigheden van hoge temperatuur en zoutgehalte, is dit het eerste bewijs voor de effecten van 's nachts weinig zuurstof op de prevalentie van de ziekte. Breitburg begon haar onderzoek met veldexperimenten in gebieden waar Dermo al bekend was. Ze liet honderden oesters - sommige geïnfecteerd, andere niet - in het water op 14 locaties hangen. Na vier maanden ontdekte ze dat overal waar 's nachts weinig zuurstof meer extreem was, 100 procent van haar niet-geïnfecteerde oesters de parasiet hadden opgelopen. In eerder geïnfecteerde oesters, ontwikkelde de ziekte zich naar intensere niveaus op plaatsen met zowel weinig zuurstof als een hoog zoutgehalte.
In het laboratorium van Breitburg bootst een oestertank, de Room of DOOM genoemd (Dissolved Oxygen Oyster Mortality), de dag-nacht schommels na die oesters ervaren in ondiepe baaiwateren. (Smithsonian Environmental Research Center) Terug in het wetlab van het Smithsonian Environmental Research Center ontwikkelde Breitburg een gecontroleerd experiment dat bekend werd als de "Room of DOOM" voor Dissolved Oxygen Oyster Mortality. Daar stelde ze oesters bloot aan verschillende niveaus van cyclisch lage zuurstof om de schommelingen van dag en nacht in het veld na te bootsen. In het eerste jaar van het experiment hadden jonge oesters die werden blootgesteld aan weinig zuurstof bijna drie keer zoveel kans om besmet te raken met de parasiet als hun tegenhangers met een consequent gezonde blootstelling aan zuurstof.
Ze weet nog niet zeker wat er aan de hand is. Het kan zijn dat de dieren meer gestrest waren - de manier waarop een chronische stressfactor mensen kwetsbaarder maakt voor ziekten. Wat ze wel kan zeggen, is dat hun voedingsgewoonten zijn veranderd. Naarmate het zuurstofniveau daalde, vertraagden oesters, sloten ze zich af en stopten ze met eten. Maar toen het zuurstofniveau terugkeerde, gingen ze helemaal uit, soms meer voedend dan ze zouden hebben gehad als ze geen uren hadden doorgebracht met "hun adem inhouden".
"Ze proberen waarschijnlijk niet de verloren voedermogelijkheden in te halen, " zegt Breitburg. “We denken dat ze waarschijnlijk hun zuurstofschuld terugbetalen. Maar een oester gebruikt zijn kieuwen zowel voor het voeden als voor het krijgen van zuurstof, dus een verhoogde waterbeweging over de kieuwen resulteert in een verhoogde voeding. "
Breitburg denkt dat de toegenomen voeding overdag suggereert dat oesterherstelprojecten in plaats van gebieden met chronische zuurstofarme nachtelijke uren te vermijden, ze misschien willen opzoeken. De omstandigheden kunnen hen kwetsbaarder maken voor ziekten, maar het maakt ze ook effectiever in het filteren van het water gedurende de dag wanneer fytoplankton groeit.
Omdat Dermo er een paar jaar over kan doen om een oester te doden, kunnen de weekdieren voldoende tijd hebben om het water schoon te maken en het milieu in hun voordeel te kantelen.
"Dit soort hypoxie (weinig zuurstof) komt vooral voor in echt ondiep water, " zegt Breitburg, "Al ons werk gebeurde op minder dan twee meter, op een waterdiepte waar oesterfiltratie mogelijk de hele waterkolom zou kunnen bereiken. Als je onder deze omstandigheden maar een paar oesters aanbrengt, zullen ze niet heel veel doen om de hoeveelheid fytoplankton in het water en de hoeveelheid hypoxie die zich ontwikkelt te veranderen. Maar als je genoeg oesters uitdoet dat ze het water filteren - fytoplankton-biomassa verminderen - kunnen ze mogelijk de waterkwaliteit veranderen van omstandigheden die schadelijk zijn voor omstandigheden die niet langer schadelijk zijn. Het kan helpen om de omvang van de restauratie te bepalen die nodig is om zowel duurzame oesterpopulaties te produceren als de waterkwaliteit te verbeteren. "
Technicus Rebecca Burrell schudt een oester voor analyse. (Smithsonian Environmental Research Center Marine Ecology Lab)
