Samen sterk: zelforganisatie maakt mosselbedden minder kwetsbaar
Natuurlijke ecosystemen hebben vaak kenmerkende ruimtelijke patronen. Onderzoek van het NIOZ Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee, het Nederlands Instituut voor Ecologie en de Universiteiten van Amsterdam, 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'.
Mosselbedden zijn bijzondere ecosystemen. Wanneer je ze vanuit de lucht bekijkt, valt gelijk op dat de bedden veel strepen vertonen. Daarbij liggen de mossels in min of meer rechte banden van ongeveer twee tot drie meter breed op de wadplaten. Binnen deze banden vormen mossels weer een netvormig patroon, waarbij de mossels lange strengen vormen van twee à drie mossels dik. "Deze ruimtelijke patronen zijn essentieel voor de veerkracht van mosselbedden tegen verstoringen", zegt Quan-Xing Liu van het NIOZ en de Universiteit van Amsterdam. Hij onderzocht met behulp van wiskundige modellen hoe zelforganisatie van mosselen de vorming van ruimtelijke patronen en het functioneren van mosselbedden beïnvloedt.
Mosselbank met typische primaire strepenstructuur
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.
Secundaire 'netstructuur' van een mosselbank
"De resultaten van dit onderzoek zijn van fundamenteel belang voor een beter begrip van de kwetsbaarheid van ecosystemen", vertelt hoogleraar Johan van de Koppel van het NIOZ en de Rijksuniversiteit Groningen. 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 van de Koppel. "Menselijk handelen leidt vaak tot verlies van de natuurlijke ruimtelijke structuur van ecosystemen en dit kan de veerkracht van die systemen verlagen. Onze resultaten onderstrepen daarom het belang van het herstellen van de ruimtelijke structuur van ecosystemen."
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).
- Liu QX, Herman PMJ, Mooij W, et al. Pattern formation at multiple spatial scales drives the resilience of mussel bed ecosystems. Nature Communications, 2014(5). 5234
