De voedingswijze van koraal

Koraalriffen zijn bij iedereen bekend en ook iedereen weet dat ze worden bedreigd, maar bijna niemand weet hoe koralen aan hun voedsel komen. Ze doen dit namelijk op 2 manieren: door middel van fotosynthese en ze nemen stoffen op van opgeloste stoffen in het water.

De manieren waarop koralen zich voeden

Koralen voeden zich op verschillende manieren. Ze ontvangen energie en bouwstoffen door middel van fotosynthese in hun symbiotische algen en door het opnemen van opgeloste stoffen uit water.

Koralen zijn zowel autotroof als heterotroof

Autotroof wil zeggen zelfvoedend. Autotrofe organismen nemen uit hun omgeving alleen anorganische stoffen op(water, koolstofdioxide, zouten en zuurstof). Van deze stoffen maken ze organische stoffen waaruit ze bestaan(koolhydraten, eiwitten en vetten). Autotrofe organismen hebben geen andere organismen nodig voor hun voedsel.

Heterotroof wil zeggen dat ze een ander nodig hebben voor hun voedsel. Heterotrofe organismen zijn niet in staan organische stoffen te maken uit alleen anorganische stoffen als grondstof. Ze hebben nog meer nodig. Ze moeten organische stoffen van andere organismen opnemen als voedsel. Deze organische stoffen gebruiken ze om hun eigen organische stoffen te maken. Hierbij zijn ook anorganische stoffen nodig die uit de omgeving opgenomen worden.

Koraal hoort bij geen van deze groepen helemaal thuis. Ze zijn heterotroof, omdat ze ander plankton eten. Koraal ontvangt koolhydraten via symbiotische algen, maar deze symbiotische algen of zoöxanthellen, produceren deze koolhydraten via fotosynthese. Ze zijn dus deels heterotroof, maar ook deels autotroof. Wetenschappers hebben daarvoor een nieuwe naam bedacht: polytroof. Een koraal is dus een polytroof diertje.

De zoöxanthellen voorzien het koraal voor zo’n 95% in hun dagelijkse energiebehoefte. Het koraal heeft deze energie nodig om continue kalk uit te scheiden voor de vorming van het koraalskelet. Een koraalskelet kan echter niet opgebouwd worden met alleen deze manier van energie, dus moeten koralen plankton en detritus uit het water vangen om de benodigde stikstof, fosfor en zwavel op te vangen. Een koraal groeit tevens het snelst als de wisselwerking tussen autotrofie en heterotrofie optimaal is.

Zoals gezegd vindt er in de zoöxanthellen fotosynthese plaats. Het autotrofe deel van het koraal verkrijgt energierijke elektronen door gebruik te maken van licht. Deze soorten zijn foto-autotroof. De koolstofassimilatie hiervan heet fotosynthese. De koolstofassimilatie begint bij de aërobe dissimilatie van glucose, die wordt omgezet in CO2 en H2O. Daarbij wordt energie vastgelegd in ATP. Er komt energie vrij in de vorm van warmte. Dit proces kan ook omgekeerd gebeuren. Daarbij zijn ATP en energierijke elektronen nodig. Dit laatste proces heet koolstofassimilatie.

Bij de fotosynthese komt zuurstof vrij. De glucose die hierbij ontstaat wordt in het chlorofyl direct omgezet in zetmeel.
De fotosynthese bestaat uit 2 reacties: de licht- en donkerreactie. Bij de lichtreactie is licht nodig, licht en water worden daarbij omgezet in zuurstof, NADPH en ATP.

De donkerreactie, ook wel Calvin-cyclus, genoemd heeft geen licht nodig. Deze cyclus kan uiteraard wel in het licht plaatsvinden en beide cycli vinden dan ook naast elkaar plaats. Bij de donkerreactie zijn de producten van de lichtreactie en koolstofdioxide nodig. Het resultaat van de donkerreactie is glucose.

Fotosynthese: 6 CO2 + 12 H2O + lichtenergie → C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O

Veel koralen die geen zoöxanthellen hebben, dit zijn een aantal zachte koralen en een aantal steenkoralen, en de koralen die in diepere wateren leven moeten hun energie halen uit plankton, detritus en opgeloste stoffen.

Opgeloste organische stoffen vormen een belangrijke voedingsbron voor koralen. De belangrijkste voorbeelden hiervan zijn koolhydraten, vrije aminozuren en ureum. Dit laatste wijst erop dat koralen zich hebben aangepast op het rif en gebruik maken van de aanwezigheid van hogere dieren op het rif zoals vissen. Deze dieren produceren dagelijks grote hoeveelheden stikstofrijke afvalstof. Ureum wordt ook overdag opgenomen en wordt door het koraal gebruikt om hun koraalskelet mee op te bouwen. Koralen kunnen deze organische stoffen ook daadwerkelijk proeven. Koraal heeft, net zoals de mens, receptoren om te kunnen proeven, ze hebben receptoren die reageren op diverse aminozuren. Dit is dus niet alleen om deze deeltjes te proeven, maar er zijn ook aminozuren die het koraal stimuleert om de tentakels uit te strekken en zo zijn er nog tallozen.

Ook voedt een koraal zich met detritus. Detritus bestaat uit kleine overblijfselen van uitwerpselen en uit afgestorven organismen. Detritus is een stof die uiteindelijk neerslaat als sediment op de oceaanbodem. Daar vormt het een laag organisch materiaal dat deels verder afgebroken wordt door bacteriën. De bacteriën maken er op die manier weer anorganische stoffen van en die kunnen weer gaan oplossen, voorbeelden hiervan zijn nitraat en fosfaat. Dit proces het mineralisatie.

Bovenstaande sedimentaire bronnen kunnen, vooral in troebel water, als voedsel dienen voor het koraal. Hoe meer sediment er is, hoe meer er door het koraal wordt opgenomen. 50 tot 80% van dit sediment zet het koraal om in biomassa. Detritus wordt opgenomen door de koraalpoliepen, het aanwezige stikstof wordt omgezet in de biomassa.

Het is echter niet zo dat het beter is als er zoveel mogelijk sedimentatie is. Het kan zelfs vernietigend zijn voor het koraal. Door toeristen, boten, maar ook door viskwekerijen kunnen de sedimenten opstuiven, hierdoor ontstaat verstikking. Hier zijn al voorbeelden van te vinden in de Rode Zee. Het koraalrif houdt daar op of is slechter geworden op plaatsen waar het dichtbevolkt is.

Er zijn heel veel soorten plankton en het is nog niet eens zo heel lang bekend dat dit een belangrijke voedingsbron is van koralen. Plankton komt in grote hoeveelheden voor op het rif, vooral in de zomer. In de zomer is er meer licht en dit stimuleert fytoplankton om te groeien. Doordat er meer fytoplankton is komt er ook meer zoöplankton, omdat deze soort zich tegoed doet van het fytoplankton.

Het aantal is niet alleen afhankelijk van seizoenen, maar het kan per dag verschillen en er zijn zelfs verschillen tussen dag en nacht. ’s Nachts is er veel meer plankton te vangen voor koraal, omdat het zoöplankton zich van het rif naar het ‘vrije’ water gaat begeven. Veel koraalsoorten, zoals steenkoraal, maakt hier gebruik van. Zij strekken zich voornamelijk ’s nachts uit. Hierdoor vangen ze niet alleen meer plankton, maar ze zijn ook beter beschermd tegen predatoren, die overdag actief zijn.

De meeste koralen zijn dus polytroof, ze doen en aan fotosynthese en ze eten plankton, detritus of organische stoffen. Deze koralen kunnen deze balans zelf verschuiven. Het ligt aan de omstandigheden hoe goed ze aan fotosynthese kunnen doen, denk aan de hoeveelheid licht en de hoeveelheid voedsel die aanwezig is in het omringende water. Dit kan echter wel ten koste gaan van de groei op lange termijn, maar het werkt goed als tijdelijk overlevingsstrategie.

Wat is de invloed van het voedsel op het koraal?

Voedsel heeft een positieve stimulans op de fotosynthese. Hoe meer voeding het koraal heeft, hoe beter het chlorofyl zich ontwikkelt. Hierdoor kan het koraal meer licht opnemen en dus meer doen aan fotosynthese. De zoöxanthellen geven bij extra voer meer aminozuren af, een deel hiervan wordt gegeven aan de koralen.

Ook is het zo dat de koralen sneller groeien als ze meer voedingsstoffen binnenkrijgen. Er wordt meer weefsel opgebouwd en meer CO2 uitgeademd door het koraal. Dit levert allemaal meer bouwstoffen op voor het koraalskelet. Extra voedsel levert ook meer energie op, wat gedeeltelijk voor fotosynthese wordt gebruikt, maar hierdoor kunnen ook meer calciumionen naar het skelet worden gepompt.

Als het koraal meer plankton binnenkrijgt is dit positief voor de weefselopbouw. Op deze manier neemt de concentratie eiwitten, vetten en chlorofyl toe.

Als een koraal veel voedsel heeft, wil dat niet meteen zeggen dat de koralen ook mooier en kleurrijker zijn. Het is juist het tegendeel, door het voedsel groeien de koralen sneller, maar hierdoor ontstaat chlorofyl wat een bruin pigment heeft.