Samen sterk: zelforganisatie maakt mosselbedden minder kwetsbaar
Natuurlijke ecosystemen hebben vaak kenmerkende ruimtelijke patronen. Onderzoek van de Universiteit van Amsterdam, het NIOZ Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee, het Nederlands Instituut voor Ecologie en de Universiteiten van Groningen en Wageningen laat zien dat zelforganisatie van mosselbedden leidt tot ruimtelijke patronen die niet alleen mooi zijn, maar die mosselbedden ook veerkrachtiger en minder gevoelig maken voor verstoringen. Het onderzoek is op 22 oktober gepubliceerd in het gerenommeerde tijdschrift Nature Communications.
Bestand tegen verstoring
Mosselbedden zijn bijzondere ecosystemen. Wanneer je ze vanuit de lucht bekijkt, valt gelijk op dat de bedden streepvormige patronen vertonen. Daarbij liggen de mossels in min-of-meer rechte banden van ongeveer 2-3 meter breed op de wadplaten. Binnen deze banden maken mossels weer een kleinschalig netvormig patroon, waarbij de mossels lange strengen vormen van 2-3 mossels dik. ‘Deze ruimtelijke patronen zijn essentieel voor de veerkracht van mosselbedden tegen verstoringen’, zegt Quan-Xing Liu van de Universiteit van Amsterdam en het NIOZ. Hij onderzocht met behulp van wiskundige modellen hoe zelforganisatie van mosselen de vorming van ruimtelijke patronen en het functioneren van mosselbedden beïnvloedt.
Sterk op alle niveaus
De modellen laten zien dat de vorming van patronen op verschillende ruimtelijke schalen essentieel is voor de veerkracht van mosselbedden. Zonder deze patronen zijn de bedden bijzonder gevoelig voor verstoringen, zoals stormen. Ook kunnen mosselbedden zich moeilijker vestigen als patronen ontbreken. Wanneer een grootschalig bandpatroon zich vormt, voorspellen de modellen dat een bed veel steviger is: de mossels helpen elkaar bij de stabilisatie van het sediment. De kleinschalige, netvormige patronen doen daar nog een schepje bovenop: de mosselen beschermen elkaar tegen erosie terwijl onderlinge concurrentie om ruimte en voedsel beperkt blijft.
Bescherming van de Wadden
‘De resultaten van dit fundamentele onderzoek zouden ook toepassing kunnen vinden in de bescherming van wadden ecosystemen’, vertelt hoogleraar en medeauteur Prof. dr. Jef Huisman. Een belangrijke bedreiging voor veel ecosystemen, inclusief mosselbedden, is de mogelijkheid van een plotseling ineenstorting wanneer menselijke beïnvloeding een bepaalde drempel overschrijdt. ‘Ons onderzoek suggereert dat de kans hierop minder is wanneer zelforganisatie en ruimtelijke patroonvorming het functioneren van ecosystemen versterken’, aldus Huisman. ‘Door de vorming van natuurlijke patronen te stimuleren maak je deze ecosystemen robuuster tegen externe verstoringen’.
Dit onderzoek is financieel ondersteund door de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO) via het Nationaal Programma voor Zee- en Kustonderzoek (projecten WaddenEngine en Optimon).
Publicatiedetails:
Quan-Xing Liu, Peter M.J. Herman, Wolf Mooij, Jef Huisman, Marten Scheffer, Han Olff and Johan van de Koppel. 2014. Pattern formation at multiple spatial scales drives the resilience of mussel bed ecosystems, Nature Communications, 2014 (5) 5234, doi: 10.1038/ncomms6234.