Charles Darwin worstelde er al mee: hoe kan het dat koraalriffen in de tropen bruisen van het leven terwijl ze worden omgeven door oceanen waarin weinig voedsel te halen valt? Hoe is de rijkdom van deze ecosystemen te verklaren? Onderzoekers zeggen een oplossing van dit raadsel, in wetenschappelijke kring Darwins paradox genoemd, dichterbij te hebben gebracht.

In het heldere, voedselarme water van tropische zeeën zijn koraalriffen als oases in de woestijn. In een schrale omgeving herbergen ze een enorme verscheidenheid aan levensvormen, van de allerkleinste organismen tot de kleurrijkste vissoorten. Een internationaal onderzoeksteam presenteerde onlangs in Science een nieuwe theorie over deze biologische hotspots.

Volgens de wetenschappers moet de oplossing van Darwins paradox worden gezocht in de vele kleine visjes die bij een koraalrif op de zeebodem leven. Die vormen een belangrijke voedselbron voor grotere vissen en dienen zo als brandstof voor het leven op een rif. ‘Die visjes zijn snoepgoed’, licht hoofdonderzoeker Simon Brandl van de Simon Fraser Universiteit in Canada toe. ‘Kleine pakketjes energie die vrijwel meteen worden gegeten door alle andere dieren die kunnen bijten, grijpen of slurpen.’

Honkvaste visjes

Het gaat om vele soorten visjes van hooguit een paar centimeter. De larven van deze soorten laten zich – anders dan de meeste vissenlarven – niet wegvoeren in de oceaan, maar blijven dicht bij huis. De honkvaste visjes planten zich razendsnel voort, hun larven groeien snel en ze worden ook snel – meestal in de eerste weken van hun bestaan – opgepeuzeld.

De mini-visjes voorzien in bijna 60 procent van alle vis die rond riffen door grotere vissen wordt geconsumeerd. Ze zijn met hun ‘verborgen productiviteit’ een hoeksteen van het functioneren van koraalriffen, schrijven de auteurs. Dat wetenschappers de rol van deze beestjes eerder over het hoofd hebben gezien komt doordat ze zo snel worden verorberd, zegt Brandl. ‘Ze zijn opgegeten voordat je ze kunt tellen.’

Sponzenpoep

Jasper de Goeij, universitair docent tropische mariene biologie aan de Universiteit van Amsterdam, vindt het een ‘leuke aanvulling’ van andere theorieën, maar beschouwt de studie in Science niet als dé verklaring voor de rijke biodiversiteit op koraalriffen. Kleine visjes zijn niet het hele verhaal. Zelf deed hij samen met collega’s onderzoek bij Curaçao en daar ontdekte hij dat sponzen een onmisbare schakel vormen in de voedselvoorziening op koraalriffen. Sponzen, die de binnenkant van spleten en holtes in een koraalrif bedekken, filteren bacteriën, eencellige algen en opgeloste stoffen, bijvoorbeeld suikers, uit het zeewater en zetten die om in afval. De sponzenpoep dient als voedsel voor onder meer krabbetjes, wormen en slakjes. Die worden weer gegeten door grotere dieren.

Sponzen zijn ondergewaardeerde organismen, zegt De Goeij. ‘Ze zijn heel belangrijk voor de kringloop van energie. De grootste bron van potentieel voedsel is opgelost in het water en dat gebruiken ze uiterst efficiënt. Ze vernieuwen hun cellen snel en poepen oude cellen als dood organisch materiaal uit. Daarmee bemesten ze als het ware het rif.’

Fleur van Duyl, onderzoeker bij het Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee (NIOZ), vindt het frappant dat de kleine visjes met hun omvangrijke nageslacht zo’n belangrijke voedselbron zijn. Toch is ze er niet van overtuigd dat ze alleen verantwoordelijk zijn voor de biologische rijkdom op een rif. Cruciaal is volgens haar dat koralen en de organismen die erop leven zeer efficiënt zijn in het vastleggen van de schaarse voedingsstoffen. Vooral die eigenschap geeft een koraalrif zijn unieke vitaliteit.

Van Duyl: ‘Koralen halen opgeloste stoffen en een beetje plankton uit het langsstromende water en voorzien hiermee de algen waarmee ze in symbiose leven van stikstof en fosfaat. De koralen krijgen vervolgens energie en bouwstoffen van de algen, die dat met behulp van fotosynthese hebben gemaakt hebben. Er zijn riffen waar koralen het prima doen, terwijl er bijna niets in het water zit. Het begint met koralen en geleidelijk wordt het ecosysteem rijker in voedsel en soorten organismen.’

Voedselpiramide

De rijkdom van een koraalrif is niet in hoofdzaak te danken aan mini-visjes, reageert Erik Meesters, koraalecoloog bij Wageningen Marine Research. Hij relativeert het belang van de vislarven. ‘Die maken een ontzettend klein deel uit van al het plankton. De grote biodiversiteit op riffen houdt meer verband met de voedingsstoffen die bij koraalriffen opwellen uit diepere, koude waterlagen, waardoor je daar veel plankton krijgt. Een verhoogde planktonproductie versterkt de eerste laag in de voedselketen. Daar wordt de basis gelegd voor het ecosysteem. Vissen zitten hoger in de voedselpiramide.’

Is Darwins paradox nu opgelost? Wat Meesters betreft is het raadsel geen raadsel meer. ‘We gaan de processen op een rif steeds beter begrijpen. Het onderzoek van Brandl c.s. gaat weer een stapje verder. Het geeft nog eens aan dat energie en koolstof, de basis van al het leven, goed worden hergebruikt op een koraalrif.’

Ook voor Van Duyl is er niet langer sprake van een mysterie. ‘We weten dat verschillende factoren eraan bijdragen dat een ecosysteem zo rijk kan zijn in een arme omgeving. We weten alleen nog niet hoe groot de bijdrage is van elke afzonderlijke component.’ Volgens De Goeij is het raadsel grotendeels opgelost met de vaststelling dat organismen op een koraalrif handig gebruik weten te maken van in water opgeloste stoffen. En dat ze de voedingsstoffen efficiënt recyclen. ‘Alsof je een boterham met pindakaas honderd keer hergebruikt.’