De invloed van het getij op mosselbedden

woensdag 16 november 2016

Door Tim van Oijen

De mosselbanken in de Waddenzee hebben boeiende ruimtelijke patronen. Vaak wisselen banden met hoge mosseldichtheden en onbedekte stroken elkaar af. Biologen toonden eerder al aan dat deze patronen een vorm van zelforganisatie van de mosselen zijn. In een recente publicatie hebben wiskundigen de invloed van de getijwerking op deze mosselorganisatie onderzocht.

Mosselen vormen banken door zich met de zogeheten byssusdraden aan elkaar vast te hechten. Door in hoge dichtheden bij elkaar te zitten zijn mosselen beter beschermd tegen predatie en worden ze minder snel weggeslagen door golven. Zo kunnen de tweekleppigen hun voedsel, voornamelijk microalgen, in alle rust uit het water filteren. In een publicatie uit 2005 hebben biologen middels een model het voordeel van de mosselen bij hoge dichtheden in wiskundige vergelijkingen gevat. Om het model niet al te ingewikkeld te maken, werd aangenomen dat de algen vanaf de open zee door het getij werden aangevoerd. Het model leidde keurig tot de in het veld waargenomen banden met hoge aantallen mosselen. Wel was het zo dat de banden zich geleidelijk aan van de kust af bewogen, iets dat in de praktijk niet werd gezien. Schotse wiskundigen vroegen zich af hoe de uitkomsten van het model zouden veranderen als het realistischer zou worden gemaakt door er de getijbeweging aan toe te voegen.

 

Heen en weer

De eerste manier waarop de onderzoekers het getij in het model brachten, was zeer simplistisch. Ze lieten het water de helft van de tijd met een vaste stroomsnelheid de ene kant op stromen, en de andere helft de andere. De onderzoekers hielden het bewust eenvoudig omdat heel helder zichtbaar zou worden hoe de patroonvorming zou reageren op stroming die van richting wisselt. Een belangrijke uitkomst van deze eerste exercitie was dat de banden met mosselen niet van de kust af bewogen, maar een heen en weer gaande beweging maakten. Dit was niet onverwacht want de belangrijke sturende factor, de aanvoer van algen, kwam nu van beide kanten.

 

Vervolgens bouwden de modelleurs de getijstroming op een realistischer manier in het model in. Eb en vloed wisselden elkaar nu op een geleidelijke manier af, met de hoogste stroomsnelheden midden tussen hoog- en laagwater. In de basis veranderde deze verfijning de uitkomsten niet. De banden bewogen opnieuw heen en weer, zij het nog wat subtieler. Wel werd het duidelijk dat alleen onder bepaalde omstandigheden de bandvorming optreedt, veel specifieker dan bij het eenvoudige model met maar één stromingsrichting. Hieraan liggen twee redenen ten grondslag. Ten eerste worden de effecten die de algenaanvoer uit een richting heeft deels teniet gedaan door de algenaanvoer uit de tegenovergestelde richting. De tweede reden is dat de aanvoer van algen een deel van de tijd beperkt is door de relatief lage stroomsnelheden rond hoog- en laagwater. Bij het deel van de getijperiode met deze lage snelheden treedt volgens het model geen patroonvorming op.

 

Sediment

Hoewel het verfijnde model aan de onderliggende processen van de patroonvorming niets verandert, werd de dynamiek dankzij het toevoegen van de getijbeweging dus nog realistischer weergegeven. Ook geeft het een verklaring waarop soms geen patroonvorming optreedt. Overigens levert het model en het er aan ten grondslag liggende basismodel niet de enige verklaring voor de geobserveerde patronen. Volgens andere wetenschappers kunnen de patronen ook ontstaan doordat daar waar de mosselen het hardst groeien, ze veel sediment vasthouden. Hierdoor hoogt de bank lokaal op, wat ze nog dichter bij hun voedselbron, de algen brengt, en dus juist op deze plekken de groei nog sterker stimuleert in vergelijking met de gebieden er omheen.  Dit proces is geen onderdeel van het bestudeerde model en daar valt aan te bevelen om ook in die, nog complexere modellen ook de getijwerking in te bouwen.

 

Bronnen

Sheratt, J.A., en J.J. Mackenzie (2016). How does tidal flow affect pattern formation in mussel beds? Journal of Theoretical Biology 406, p.83-92.

Van de Koppel, J., M. Rietkerk, N. Dankers en P.M. Herman (2005). Scale-dependent feedback and regular spatial patterns in young mussel beds. American Naturalist 165, E66-E77.



Artikel WadWeten

Het wekelijkse artikel WadWeten verschijnt in de digitale nieuwsbrief en op de websites van de Waddenvereniging en Waddenacademie. In deze serie artikelen wordt het waddengebied beschreven vanuit verschillende onderzoeksdisciplines, zoals de biologie, de geologie en de cultuurhistorie. Een wetenschappelijke benadering in heldere taal. De berichten worden beurtelings geschreven door wetenschappers van Ecomare, de Waddenacademie en de Waddenvereniging.

In 2010 werden een aantal WadWeten artikelen gebundeld in het boekje Waddenwijsheid (ISBN 9789087410230). Begin 2015 kwam er een vervolg: Meer Waddenwijsheid. Het rijk geïllustreerde boek geeft antwoorden op vragen als: welke beestjes krioelen er in het zand, welke wadvogels werden gegeten in de terpentijd, hoe oud wordt een zwaardschede, welke stormen zijn gevaarlijk voor de Wadden. Dit prachtige boek boordevol Waddenkennis is verkrijgbaar bij de boekhandel voor € 12,90 (ISBN 9789087410322).

Ecomare Waddenacademie Waddenvereniging