In Danish below

The Rainforest of the Sea - Seagrass and CO2

We have all heard about how the continuous emission of greenhouse gases, including CO2, is a serious problem that results in global warming. But did you know that approx. one third of the CO2 released into the atmosphere is actually absorbed by the ocean? If not for this process, CO2 would instead accumulate in the atmosphere, and the effects of climate change would be much more pronounced on land. However, the uptake of CO2 still has negative consequences for the marine environment, and as CO2 emissions increase, so does the concentration in the ocean, leading to ecological problems such as ocean acidification. Although the increasing emission of CO2 remains a problem that is far from solved, fortunately there are some natural processes that aid in combating it just a little bit. One of these processes is the amazing ability for seagrass to absorb CO2 from the surrounding water masses, and store the carbon away in the seabed below. This process is called carbon sequestration.

In fact, seagrass has a wide range of properties that benefit us in many ways, even though it is not something you often hear about. Meadows of various species of seagrass are found on the soft seabed of coastal areas around the world (except Antarctica). These plants are the only flowering plants that live fully submerged in the marine environment. As mentioned, you may not hear about seagrass very often, despite the fact that they are quite important in many different ecological contexts. Seagrass meadows can be referred to as the 'rainforest of the sea’, and play a huge role in combating climate change because they are responsible for absorbing and binding about 10% of the CO2 found in the sea, despite only making up about 0.2% of the seabed. Seagrass areas thus help to mitigate the consequences of climate change by removing CO2 from the surrounding environment via photosynthesis, after which it is locked in either the plant tissues or in the soft sediment below them, creating large reservoirs in the seabed called ’Blue carbon sinks’. This way, CO2 is prevented from accumulating freely in the sea or in the atmosphere. The storage of carbon in these reservoirs is 35 times faster than in a rainforest, which is why seagrass is actually considered to be more efficient at removing CO2 than rainforests on land!

Although the uptake of CO2 is a very important trait that seagrass possesses, it is not the only one worth mentioning. The plants also help to create a form of structural stability in the environment by acting as a buffer that protects against coastal erosion. Coastal erosion occurs as a result of strong waves, tides, or currents that lead to displacement or loss of sediment or rocks along the coast. The force of the waves is softened by the leaves of the seagrass meadows which reduces erosion. Furthermore, the meadows are also important feeding grounds for many organisms, such as fish, algae, manatees and sea turtles. In addition, there are also many different fish species – including commercially relevant species that utilise the seagrass meadows as breeding grounds or as a place to seek shelter from predators.

However, seagrass, like many other animals and plants, has a number of stressors to which they are increasingly exposed. These stressors are mainly due to global warming causing rising sea levels and temperatures, which contributes to more algae blooms and increased water depth – two factors that reduce the amount of sunlight that can penetrate to the seagrass. As many people know, sunlight is essential for plants to do photosynthesis and thereby create more plant biomass. Increased nutrient input from agriculture and wastewater to coastal water also creates unfavourable conditions for the plants, because an increased amount of nutrients in the water can also cause the water to become so cloudy with algae that again, not enough sunlight can shine through. In order to mitigate increased nutrient input in the water, the Danish government implemented changes in 1985 to reduce the production of nutrients from agriculture and wastewater treatment plants. These regulations resulted in a recovery of eelgrass (a species of seagrass) in 2008 because it helped make the water clearer. But because these rules were repealed in 2015, the population of eelgrass has unfortunately since begun to decline again.

Other human activities such as tourism (snorkeling/diving), boat traffic and fishing trawls can cause physical damage to the seagrass meadows and fragment them, or worse, destroy them completely, resulting in fatal consequences for the many organisms that live there.

In addition to the many traits already mentioned, there is another good reason why we need to take better care of our seagrass meadows. Seagrass is distributed all over the world, and is cheap and easy to study. Therefore, these marine plants are often used in monitoring programs as a type of biological indicator of environmental status. A biological indicator is a living organism that is used to screen the health of the ecosystem in a given environment. As mentioned, seagrass has a number of stressors, which if exposed to, can be detected via the density of the meadows and/or the nitrogen content of their leaves. This means, that because seagrass is sensitive to disturbances like increased water levels, temperature rise, nutrient input etc., and because they have a measurable response to the mentioned stressors, their health is assessed by the monitoring programs to gain information of possible changes occurring in the environment as a result of climate change or human activities.

We know now that seagrass actually has many important functions for the environment and climate, and that the meadows are home to many animal species that are economically relevant. If the seagrass meadows disappear due to increasing human activities, it affects not only ecosystems, but also the fishing industry and coastal areas, which are the livelihood of millions of people globally. If seagrass populations around the world are lost, so are the buffer processes and CO2 reservoirs, and that will potentially have much greater negative consequences than one would otherwise think.

Havets Regnskov - Havgræs og CO2

Vidste du, at ca. en tredjedel af det CO2 der frigives til atmosfæren, faktisk bliver optaget af havet? Hvis ikke der blev optaget noget CO2 af havet, og det hele i stedet ophobede sig i atmosfæren, ville effekterne af klimaforandringerne være meget mere markante på land end de allerede er. Dog har optagelsen af CO2 også negative konsekvenser for det marine miljø. I takt med at der bliver udledt mere CO2, stiger koncentrationen i havet også, hvilket fører til økologiske problemer, som forsuring af havet (dvs. havets ph-værdi falder). Selvom den stigende udledning af CO2 er et problem, som langt fra er løst, findes der nogle naturlige processer, der er med til at bekæmpe det bare en lille smule. En af disse processer er havgræssers fantastiske evne til at optage CO2 fra de omkringliggende vandmasser, og gemme kulstoffet væk i havbunden i en proces der kaldes kulstofbinding. 

Faktisk har havgræs en lang række af egenskaber, der gavner os på mange måder, selvom det ikke er noget man ofte hører om. Enge af forskellige arter af havgræs finder man på den bløde havbund ved kystnære områder rundt omkring i hele verden (på nær i Antarktis). Disse planter er de eneste dækfrøede planter (planter der blomstrer), som lever fuldt nedsunket i det marine miljø. 

Man hører som sagt måske ikke så ofte om havgræs, selvom de er meget vigtige i mange forskellige økologiske sammenhænge. Havgræsenge kaldes for ’havets regnskove’, og er helt essentielle netop fordi de spiller en kæmpe rolle i forbindelse med bekæmpelsen af klimaforandringer. Disse planter er nemlig ansvarlige for at optage og binde omkring 10% af det CO2 der findes i havet, på trods af kun at udgør omkring 0,2% af havbunden. Havgræsegnene hjælper altså på afbødning af konsekvenserne af klimaforandringer ved at fjerne CO2 fra det omkringliggende miljø via fotosyntese, hvorefter det ’låses fast’ i enten planternes væv eller i den bløde sedimentet under dem. På den måde forhindres CO2 i at ophobe sig frit i havet eller i atmosfæren, og der skabes i stedet store reservoirer i havbunden, som kaldes ’Blue carbon sinks’, hvori det lagres. Lagringen af kulstof i disse reservoirer sker 35 gange hurtigere end i en regnskov, hvilket er årsagen til at havgræs faktisk anses som værende mere effektiv til at fjerne CO2 end regnskovene på land!

Selvom optagelsen af CO2 er en meget vigtig egenskab som havgræs besidder, er det ikke den eneste positive egenskab de har. Planterne hjælper eksempelvis til at danne en form for strukturel stabilitet i miljøet ved at fungere som buffer, der beskytter mod kyst-erosion. Kyst-erosion sker som følge af kraftige bølger, tidevand, strømme eller lignende, der leder til en slags forskydning eller tab af sedimentet eller klipper langs kysten. Ved hjælp af havgræsengenes blade, mindskes bølgernes kræfter og derved reduceres erosionen. Endvidere er engene også vigtige fødesteder for mange organismer, såsom fisk, alger, søkøer og havskildpadder. Derudover er der også mange forskellige fiskearter – heriblandt arter der har kommerciel relevans, som bruger havgræsengene som enten ynglested eller som et sted hvor de kan søge ly fra rovdyr. 

Havgræs har dog, som mange andre dyr og planter, en række stressfaktorer som de i stigende grad udsættes for. Disse stressfaktorer skyldes især klimaforandringer, f.eks. at vandstand og temperatur stiger, hvilket bidrager til flere algeopblomstringer og øget vanddybde – to faktorer der mindsker den mængde af sollys der kan trænge ned til havgræsengene. Som mange ved, er sollys essentiel for at planter kan lave fotosyntese og derved vokse. Øget nærings-input fra landbrug og spildevand til kystnære vandområder skaber også ugunstige forhold for planterne, fordi en øget mængde af næring i vandet også kan medføre, at vandet bliver så uklart af alger, at der igen ikke kan trænge nok sollys ned. For at afbøde øget nærings-input til vandmiljøet, gennemførte den danske regering i 1985 ændringer for at reducere produktionen af næringsstoffer fra landbrug og spildevandsanlæg. Disse reguleringer resulterede i en genopretning af ålegræs (en art af havgræs) i 2008, fordi det medvirkede til at vandet blev mere klart. Men fordi disse regler blev ophævet i 2015, er populationen af ålegræs sidenhen desværre begyndt at falde igen. Menneskelig aktiviteter, som turisme (snorkling/dykning), bådtrafik og fisketrawl kan forårsage fysisk skade på havgræsengene og fragmentere engene, eller i værste fald, ødelægge dem fuldstændigt og derved have konsekvenser for de mange organismer, som lever der.

Der er, udover de årsager der allerede er nævnt, endnu en god grund til, at vi skal passe på vores havgræsenge. Havgræs er stort set udbredt over hele kloden, og er billigt og nemt at undersøge. Derfor anvendes disse marine planter ofte i overvågningsprogrammer som en slags biologisk indikator for miljøets status. En biologisk indikator er en levende organisme, der bruges til at screene økosystemets sundhed i et givent miljø. Havgræs har som nævnt en række stressfaktorer, som hvis de udsættes for, ses på blandt andet tætheden af engene og/eller nitrogen-indholdet i bladene. Det vil sige, fordi havgræsser er følsomme over for forstyrrelser i form af øget vandstand, temperaturstigning, nærings-input og lignende, og har en målbar reaktion på disse stressfaktorer, anvendes deres sundhed af overvågningsprogrammerne til, at sige noget om mulige ændringer, der finder sted i miljøet som følge af klimaforandringer eller menneskelig aktiviteter.

Vi ved nu, at havgræs har mange vigtige funktioner for miljø og klima, og at engene er hjem for mange dyrearter, der ovenikøbet har samfundsøkonomisk relevans. Hvis havgræsengene forsvinder som følge af stigende menneskelige aktiviteter, påvirker det altså ikke kun selve økosystemerne, men også fiskeindustrien og dermed millioner af menneskers livsgrundlag. 

Hvis havgræsbestandene rundt omkring i verden går tabt, da går essentielle buffer-processer og CO2 reservoirs ligeledes tabt, og det vil potentielt have større negative konsekvenser end man ellers lige ville tro. 

References
Applied marine biology bog, 
“About Blue Carbon” https://www.thebluecarboninitiative.org/about-blue-carbon#ecosystems (Visited 6/8/2021)
Bo Riemann et al. “Recovery of Danish Coastal Ecosystems After Reductions in Nutrient Loading: A Holistic Ecosystem Approach” (2016), Estuaries and Coasts, 39:82–97
Olivia Rosane, “Oceans absorb almost 1/3 of global CO2 emissions, but at what cost?” (2019), Ecowatch, 
Image: Benjamin L. Jones via unsplash.com 

In danish below

Climate Change and Ocean Acidification

Temperature, chemistry, currents, and the general life of the ocean, are all factors controlling the systems that makes Earth habitable for humans. Furthermore, the ocean functions as an essential buffer for the consequences of Climate Change. There is a balance in the amount of CO2 in the atmosphere and the ocean, meaning the ocean takes up a large amount of the CO2 emitted by human activity, up to 30%. When CO2 reacts with water, carbonic acid is created, and free hydrogen ions. This process leads to acidification of the ocean and a decrease in its pH.  This condition influences marine life negatively.

A balancing act

Ocean acidification occurs because of free hydrogen ions in the ocean. Hydrogen ions react with carbonate in the sea water to create hydrogen carbonate.  Several marine animals such as corals, crustaceans and mussels, depend on available carbonate in the seawater to build their skeletons and shells. As the amount of available carbonate in the seawater decreases the animals must use more energy for building their vital physiological structures. This leads to less energy available for other life functions; decreasing the overall fitness of the animal.

Corals are one of the marine animals dependent on available carbonate in the sea water for building their skeletons. If their overall fitness decrease it may have comprehensive consequences, since coral reefs are the most biodiverse marine ecosystem, forming the basis of life for several thousands of marine species.  From a societal perspective; globally more than 500 million people are dependent on coral reefs for food, work and coastal protection.

Theoretically the process of ocean acidification is reversible; however, in our lifetime it is practical impossible to reverse the process for the oceans and bring them back to the state they were in prior to the Industrial Revolution (200 years ago). Therefore, if humans wish to minimise the risk of large-scale, long-term consequences of ocean acidification, reducing CO2 emission is the only way forward.

Klimaforandringer & havforsuring

Verdenshavenes temperatur, kemi, strømme, og generelle liv, er med til at styre de systemer der er afgørende for, at Jorden er beboelig for mennesker. Videre er Verdenshavene en vigtig buffer for konsekvenserne af klimaforandringer. Der er ligevægt i mængden af CO2 i havet og atmosfæren, derfor optager havet en stor del af det menneskeskabte CO2, faktisk 30%. Når CO2 reagerer med vand, dannes kulsyre og videre brintioner. Denne proces fører til en forsuring af havet og et fald i havenes pH-værdi, hvilket har betydning for det marine liv. 

Forsuringen sker fordi der bliver overtal af frie brintioner i havet. Frie brintioner kan reagere med karbonat i havvandet og danne hydrogenkarbonat. Denne proces har negative konsekvenser for kalkdannende havdyr såsom koraller, krebsdyr og muslinger, da de bruger karbonat fra havvandet til at danne calciumkarbonat; en afgørende bestanddel i deres skeletter og skaller. Når der er mindre karbonat tilgængelig for de kalkdannende dyr, skal de bruge mere energi på at opbygge deres skeletter og skaller og derved har de mindre energi til andre vigtige livsfunktioner. For det enkelte dyr betyder det at deres overordnede helbredstilstand, deres såkaldt ”fitness”, forringes. Tager man for eksempel de kalkdannende koraller, har den forringede fitness omfattende afledte konsekvenser, da koralrev er de økosystemer i havet med størst biodiversitet; de understøtter tusindvis af marinearters livscyklus. 

Fra et samfundsmæssig perspektiv er mere end 500 millioner mennesker på verdensplan, afhængige af koralrev til at sikre dem mad, arbejde og kystbeskyttelse.  

Teoretisk er processen der fører til forsuring af havene reversibel, men i praksis er det i vores livstid ikke muligt at føre havene tilbage til den kemiske tilstand de var i før den industrielle revolution. Det betyder at hvis risikoen for omfattende, langsigtede konsekvenser af havforsuring skal minimeres, er den eneste praktiske mulighed at reducere CO2-udledningen til atmosfæren.

In danish below

Ocean Currents & Gyres

Due to the ocean currents in the Northern Sea and Skagerak, approximately 10% of all plastic waste from the Northern Sea ends up on the coastal lines of Skagerak. In general, 1000 tons of plastic waste turns up on the Western coast of Denmark annually.    

Ocean currents in the Atlantic Ocean serves as long-range transport for plastic waste, carrying waste from foreign parts of the world to the Artic, making the Artic a sink for plastic waste. It is estimated that in ice free areas of the Greenland Sea and the Barren Sea there is plastic equivalent to 300 billion pieces of plastic the size of a grain of rice. The unique Arctic ecosystem is especially sensitive towards plastic pollution.

There are five large ocean gyres on Earth (to read more about the five large ocean gyres, look here). All five gyres are overloaded by plastic pollution – creating ocean garbage patches. Once plastic waste enters a gyre it is very unlikely to exit again, it will degrade under the impact of solar radiation and waves. Therefore, as more plastic waste ends up in the oceans, the ocean garbage patches will only grow larger in the future.  

The largest and most well-known plastic-polluted gyre, or garbage patch, is the Great Pacific Garbage Patch. The Great Pacific Garbage Patch covers an area of 1.6 mill. square kilometres, or 37 times the size of Denmark, and it weighs the same as 460 jumbo jets!   

Havstrømme og Gyrer

Havstrømmen i Nordsøen og Skagerrak medfører at cirka 10% af alt plastikaffald i Nordsøen ender på Skagerraks kystlinje. Årligt findes der op mod 1000 tons plastikaffald på den danske Vestkyst 

I Atlanterhavet fungerer havstrømmene som  langdistance-transportkorridorer for plastikaffald fra fjerne dele af verdenen til Arktis, hvorved Arktis kommer til at fungere som endestation for store mængder af plastikaffald.  Studier har estimeret at der i de isfri dele af Grønlandshavet og Barentshavet, er plastikaffald svarende til 300 milliarder stykker plastik på størrelse med et riskorn. Det unikke økosystem i Arktis er yderst sensitivt overfor plastikforurening. 

Der findes fem store havgyrer på Jorden (hvis du vil vide mere om havgyrer, læs her). Alle fem gyrer er overbelastet af plastikaffald, hvilket skaber såkaldte plastikøer. Når først plastikaffald er endt i en gyre, er det meget usandsynligt at det forlader gyren igen, det nedbrydes til mikroplastik via solstråling og bølgebevægelser. Det betyder at i takt med at mere plastikaffald ender i havnene, vokser plastikøerne. Den største og mest kendte plastik ø er “The Great Pacific Garbage Patch” i Stillehavet.   “The Great Pacific Garbage Patch” dækker et område på 1,6 mio. kvadratkilometer, det svarer til 37 gange Danmarks areal. Videre vejer Plastikøen vejer hvad der svarer til 460 jumbojets.

In danish below

What is phytoplankton and what importance does it have for the ocean ecosystems?

Phytoplankton is microscopic organisms living I water, both fresh and salt water. Phytoplankton cannot be defined precisely as either Plant or Animal as one can with land-living organisms, since the boarders between animals and plants are more blurred in the ocean, for example as the case is with phytoplankton. All types of phytoplankton conduct photosynthesis, but some also get supplemental energy by consuming other organisms. Phytoplankton is an extremely diverse group varying in size corresponding to a scale from mice to elephants. The growth of phytoplankton is dependent of the availability of carbon dioxide, sun light, and several nutrients such as nitrate and phosphate.

An essential capability in phytoplankton is the fact that they contain chlorophyll enabling it to conduct photosynthesis. Photosynthesis is a chemical process where phytoplankton convert carbon dioxide and water into sugar via sunlight. In this way phytoplankton ensures that energy from sunlight becomes available for the rest of the ocean ecosystem as carbohydrates and oxygen when marine animals feed on the phytoplankton. 

Phytoplankton is on the bottom of the ocean food chain and is therefore referred to as primary producers. Phytoplankton is responsible for 40% of the total production by photosynthesis on Earth. This underlines the importance of phytoplankton as food source (energy source) for marine animal ranging from microscopic zooplankton to whales.

Phytoplankton has an important function is regards to Climate Change, since it removes carbon dioxide from the atmosphere via photosynthesis. Carbon dioxide is moved to different layers of the ocean by phytoplankton; for example, as phytoplankton dies and fall towards the sea floor, or when other animals eat phytoplankton and thereby becomes a part of their cycle. The function is named the Biological Carbon Dioxide Pump, and annually it moves 10 gigatons carbon from the atmosphere to the deep oceans.

Hvad i alverden er phytoplankton og hvilken betydning har det i havets økosystem? 

Phytoplankton (planteplankton, mikroalger) er mikroskopiske organismer der lever i vandmiljøet, de findes både i ferskvand og saltvand. Man kan ikke helt definere phytoplankton som værende hverken dyr eller plante, ligesom vi kan med de levende organismer på landjorden, da grænsen mellem dyr og plante er mere flydende i havet, bl.a. hos phytoplankton. Alle typer af phytoplankton udfører fotosyntese, nogle får dog yderligere energi ved at optage andre organismer.

Phytoplankton er en gruppe af organismer med meget stor diversitet, og de kan variere i størrelser svarende til alt lige fra mus til elefanter. phyotplanktons vækst er afhængig at tilgængeligheden af kuldioxid, sollys, og forskellige næringsstoffer bl.a. nitrat og fosfat.

En afgørende egenskab hos phytoplantkon er at de indeholder grønkorn, hvilket betyder at de udfører fotosyntese. Fotosyntese er en kemisk proces, hvor phytoplankton omdanner kuldioxid og vand til sukker vha. sollys.  Derved gør phytoplankton energien fra sollys tilgængelig for resten af havets økosystem ved at omdanne det til kulhydrat og ilt som havdyrene kan optage når de spiser phytoplankton.

Phytoplankton er det nederste led i havets fødekæde og deres energiomdannelse betegnes primærproduktion. Den primærproduktion phytoplankton står for udgør 40% af jordens samlede produktion ved fotosyntese. Dette understreger hvor afgørende en fødekilde phytoplankton er dyrene i havet; alt lige fra mikroskopisk zooplankton til hvaler. 

Phytoplankton har en vigtig funktion ift. klimaforandringer, da det er med til at fjerne CO2 fra atmosfæren via fotosyntesen.  Kuldioxid flyttes via phytoplankton til forskellige lag i havet, bl.a. når det dør og falder til bunds, eller når det spises af andre dyr og derved indgår i deres cyklus. Denne funktion kaldes ”Den Biologiske CO2 Pumpe”, og årligt står den for overførslen af 10 gigaton karbon fra atmosfæren til havets dyb. 

In danish below

Coral Reefs and Coral Bleaching

Coral Biology 

Corals (phylum: Cnidaria) are sessile marine animals found in many different forms: large reef-building colonies, "floating" fans, and even small solitary animals.  This diversity allows corals to create a wide range of habitats, with approximately 25 % of the ocean’s fish depending on healthy coral reefs for survival.

Corals live in an endosymbiosis with microalgae called Zooxanthellae (phylum: Dinoflagellate). An endosymbiosis involves the microalgae living inside the coral's tissues. Both parties can survive without this symbiosis, but it would result in much poorer living conditions for both. Corals provide a protected environment for the microalgae and also supply the algae with carbon dioxide, ammonia, and phosphate, which they need for photosynthesis. In return, the algae produce glycerol, glucose, amino acids, and lipids for the coral, which it uses for growth and reproduction. Both parties thus benefit from the symbiosis. Corals living in deep-sea areas are also dependent on plankton for survival.

The coral reef ecosystems rank among Earth’s most diverse and valuable ecosystems, providing crucial habitats for marine life while acting as natural barriers that protect coastlines from storms and erosion. Additionally, coral reefs provide jobs for local communities, and even hold promising potential for new medications that could treat arthritis, cancer, human bacterial infections, and viruses.

Coral Bleaching

Unfortunately, the world's coral reefs are severely threatened by pollution, human destruction, and diseases. Various changes in the corals' surroundings can also be a stressor, such as increased sea temperatures, higher irradiation, changes in salinity, increased carbon dioxide in the atmosphere leading to ocean acidification, and variations in nutrients. All of this can lead to the phenomenon of Coral Bleaching. 

Coral bleaching occurs when the coral loses its symbiotic microalgae, making it appear pale, as it is the microalgae that give the coral its color. The two stressors that most significantly lead to coral bleaching are increased sea temperatures and higher irradiation. A rise of just 1-2°C in sea temperature is enough to trigger the microbiological processes in the coral and its microalgae that lead to coral bleaching. These microbiological processes take place in both the coral and the microalgae, and in the latter, it is particularly the damage to the cell parts that perform photosynthesis that ultimately leads to the coral ejecting its symbiotic microalgae. Some crucial processes leading to coral bleaching are necrosis and "programmed cell death" (PCD). Although these processes are seen in both the coral and the microalgae, they mainly occur in the microalgae, and it is believed to have two explanations: a defense mechanism whereby the coral can get rid of dysfunctional microalgae, or a mechanism where dysfunctional microalgae initiate a "suicide" to protect their symbiotic host, the coral. Because the coral utilizes up to 95% of the products the microalgae produce through photosynthesis, it is crucial that its symbiotic microalgae are functional.

Globally, coral bleaching is becoming increasingly widespread due to climate change. Since the beginning of 2023, there have been widespread incidents of coral bleaching around the world, suggesting that we might be amidst the fourth mass coral bleaching event. Corals can recover from bleaching events if conditions improve, but full ecosystem restoration can take many years. However, frequent and more severe global temperature increases leave corals with less time to recover. Therefore scientists are exploring alternative methods to save corals, such as establishing coral nurseries, relocating corals to deeper areas or cooler climates, and genetically developing corals that can withstand higher temperatures. 

Koralrev og “coral bleaching”

Koralbiologi

Koraller (phylum: Cnidaria) er fastsiddende marinedyr, som findes i mange forskellige former: store revbyggende kolonier, “svævende” vifter og endda små solitære dyr. Koraller kan både leve i tropiske, lavvandede havområder, såvel som kolde, dybe og dermed mørke, havområder. Denne diversitet gør det muligt for koraller at skabe en bred vifte af levesteder for andre havdyr, og cirka 25 % af alle fiskearter er afhængige af sunde koralrev for at overleve.

Koraller lever i en endosymbiose med mikroalger kaldet Zooxanthellae (phylum: dinoflagellate). En endosymbiose indbefatter, at mikroalgerne lever inde i korallens væv. Begge parter kan godt overleve uden denne symbiose, men det ville medføre langt dårligere levevilkår for dem begge. Koraller fungerer som et beskyttet miljø for mikroalgerne, og giver ligeledes algerne carbondioxid, ammoniak og fosfat, som de skal bruge til deres fotosyntese. Til gengæld producerer algerne glycerol, glukose, aminosyrer og lipider til korallen, som den bruger til vækst og reproduktion. Begge parter får dermed noget positivt ud af symbiosen. Koraller der lever i dybe havområder er ligeledes afhængige af plankton for at overleve.

Udover at være en af de mest biodiverse økosystemer på Jorden, er koralrev også nogle af de mest værdifulde. De fungerer som naturlige barrierer, der beskytter kystlinjer mod storme og erosion. Videre danner koralrevene grundlag for mange arbejdspladser i lokale samfund, og de har endda lovende potentiale for udvikling af ny medicin til behandling af gigt, kræft, menneskelige bakterielle infektioner og vira.

Coral Bleaching

Desværre er Verdens koralrev alvorligt truet af forurening, menneskelig ødelæggelse og sygdomme. Forskellige ændringer i korallernes omgivelser kan også være en stressfaktor, såsom øgede havtemperaturer, højere indstråling, ændring i salinitet, øget carbondioxid i atmosfæren, hvilket fører til havforsuring, og  variationer i næringsstoffer. Alt dette kan føre til fænomenet Coral Bleaching (koralblegning). 

Coral bleaching sker når korallen mister sine symbiotiske mikroalger, og dermed fremstår helt blege, det er nemlig også mikroalgerne, der giver korallen sin farve. De to stressfaktorer der i højest grad fører til coral bleaching er øgede havtemperaturer og højere indstråling. Der skal ikke mere end en stigning på 1-2*C i havtemperatur, for at det kan trigge de mikrobiologiske processer i korallen og dens mikroalger, der fører til coral bleaching. Disse mikrobiologiske processer finder sted i både korallen og mikroalgerne, og i sidstnævnte er det særligt skader i de celledele, der udfører fotosyntesen, som i sidste ende leder til, at korallen udstøder dens symbiotiske mikroalger. Nogle afgørende processer ledende til coral bleaching er nekrose og “programmeret celledød” (Programmed Cell Death, PCD). Selvom disse processer ses hos både korallen og mikroalger, sker det hovedsageligt i mikroalgerne, og det menes at kunne have to forklaringer:  En forsvarsmekanisme, hvorved korallen kan skille sig af med dysfunktionelle mikroalger, eller en mekanisme, hvor dysfunktionelle mikroalger igangsætter et “selvmord” for at beskytte deres symbiotiske vært, korallen. Fordi korallen udnytter op til 95% af de produkter mikroalgerne producerer via fotosyntese, er det afgørende at dens symbiotiske mikroalger er funktionelle.    

Globalt bliver coral bleaching stadig mere udbredt på grund af klimaforandringer. Siden starten af 2023 har der været udbredte hændelser med coral bleaching rundt om i verden, hvilket tyder på, at vi måske er midt i den fjerde massedød af koraller.

Koraller kan godt komme sig efter en hændelse med coral bleaching hvis leveforholdene forbedres, men fuld genopretning af økosystemet kan tage mange år. Hyppigere og mere alvorlige globale temperaturstigninger giver dog koraller mindre tid til at komme sig. Derfor udforsker forskere alternative metoder til at redde koraller, såsom at etablere koral-planteskoler, flytte koraller til dybere områder eller køligere klimaer og genetisk udvikling af koraller, der kan modstå højere temperaturer.

In danish below

The Scale of Ocean Plastic Pollution

The global annual plastic production has increased with a 10-fold from the 1970s to 2016 (330 million tons). More than 260 million tons of plastic ends up as waste annually; eight million tons of plastic waste ends up in the oceans.

Packaging account for approximately 40% of the global application of plastic, and it is also the type of plastic most likely to end up in nature.  A report from Greenpeace shows that it is mostly packaging from food and beverages that leaks into nature. 60% of the waste found on coastlines are plastic packaging.

Micro plastic (plastic objects <5mm) can originate from different sources. Primary sources can be sewage or plastic particles used in commercial and industrial products. Secondary sources include decomposed micro plastic and worn-off plastics from tires, shoes or textiles.  It is estimated that microplastic from decomposition constitutes the majority of micro plastic in nature.    

EPA (United States Environmental Protection Agency) has stated that every piece of plastic ever produced still exists. Studies estimate that at this point in history there is 15-51 trillion pieces of plastic in the world’s oceans and it is present in every inch of our oceans, even at the bottom of the deepest trenches.

Omfanget af plastikforurening i havet

Den globale plastikproduktion øges årligt med en faktor 10  sammenlignet med produktionen i 1970’erne. Emballage udgør cirka 40% af den globale anvendelse af plastik, og det er også den type af plastikaffald der er mest tilbøjelig til at ende i naturen, og en rapport fra Greenpeace har vist at det videre er emballage fra føde- og drikkevarer der oftest ender i naturen. 60% af det affald der findes på verdenens kystlinjer er netop plastikemballage. 

Mikroplastik (plastikobjekter <5mm) kan oprinde fra adskillige kilder. Primærkilder kan være spildevand eller plastikpartikler fra kommerciel eller industriel produktion.  Sekundære kilder inkluderer komposteret mikroplastik, eller partikler der er opstået via slitage fra dæk, fodtøj, tekstiler og lignende. Det estimeres at den største andel af mikroplastik i naturen kommer fra kompostering. 

EPA (United States Environmental Protection Agency) har udtalt at “hvert eneste stykke plastik der nogensinde er blevet produceret, stadig eksisterer”. Videre har studier beregnet, at der på dette tidspunkt i historien findes mellem 15-51 billioner stykker plastik i Verdenshavene, og at der ikke længere er et eneste sted på Jorden, hvor der ikke findes plastik - Fra de højeste tinder til de dybeste grave.

In danish below

Why do some whales eat plastic trash?

As 2019 came to an end, a devastating finding was done during an autopsy of a beached sperm whale (Physeter macrocephalus), found on the coast of Scotland. The intestines of the whale contained 100kg of plastic and other trash. Sadly, this is not the first time a large whale has been was found dead with its intestines filled with trash.

DJI_0033 kopi.jpg

But why is it mainly deep-diving toothed whales (suborder Odontoceti), such as sperm whales, pilot whales (Globicephala m.) and beaked whales (Mesoplodon bidens) that turn up dead with their intestines filled with plastic?

The technique of catching prey

This suborder of whales feed far beneath the surface, at depths as large as 500m – no light can reach such depths.  The toothed whales therefore use echolocation to localize they prey, which is mainly octopus (Octopoda). Scientists believe that the whales may not be able to distinguish between the sounds made by their natural prey, and plastic trash.

Baleen whales (Mysticeti), such as blue whales (Balaenoptera musculus) and humpbacks (Megaptera novaeangliae) have a natural filter in the form of their baleens; all their food are transported through the baleens. The combination of the whale’s baleens, and the physiology of their throats, makes it impossible for them to ingest elements larger than krill; they main food source. However, scientists do believe that there is a risk of baleen whales ingesting smaller plastic particles. 

Ingesting plastic can lead to the death of a whale in several ways; the plastic trash may block the passage of food from stomach to intestines, leading the whale to starve to death. Sharp or pointy objects of trash may penetrate the intestines or organs of the whale, which may be fatal. In most cases, ingestion of plastic does not directly lead to the death of whales, but it becomes a contributing factor as it reduces the overall fitness of the whale, leaving it in a bad position to survive in the long-term.

UNESCO (United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization) estimates that 100,000 marine animals die annually because of plastic pollution in the oceans.

Hvorfor spiser hvaler plastikaffald?

I slutningen af 2019 blev der i Scotland fundet en død kaskelothval (Physeter macrocephalus), på en strand. Obduktion af hvalen afslørede at dens fordøjelsessystem indeholdt 100kg plastik og andet affald. Dette er ikke første gang at store hvaler er blevet fundet døde med maven fuld af affald. 

Der findes mange teorier om hvorfor marine dyr spiser plastik, men faktum er at forskere ikke ved særlig meget med sikkerhed om dette.  Nogle mener at dyrene spiser plastik fordi det er tilgængeligt og fordi de simpelthen ikke ved bedre. 

Men hvad er årsagen så til, at det kun er én type hvaler der dukker op, døde med plastik i maverne, nemlig tandhvaler (underoden Odontoceti) der dykker dybt, så som kaskelothvaler, grindehvaler (Globicephala m) og næbhvaler (Mesoplodon bidens)? Disse hvaler søger føde dybt under havets overflade, helt ned til 500m dybde, hvor det er bælgmørkt. De lokaliserer deres bytte, særlig blæksprutter vha. ekkolokation. Forskere vurderer at det muligt at plastikaffald lyder som deres bytte for tandhvalerne. 

Bardehvaler (Mysticeti), så som blåhvaler (Balaenoptera musculus) og pukkelhvaler (Megaptera novaeangliae) har et naturligt filter i form af deres barder, hvor føden transporteres igennem. Dette i kombination med deres fysiologi i halsområdet, gør at de ikke er i stand til at indtage dele større end det kril som udgør hovedbestanddelen af deres diæt. Forskerne mener dog at der er en risiko for, at bardehvalerne indtager små plastikpartikler mellem deres barder.

Der er adskillige årsager til at indtagelse af plastik kan medføre at hvaler dør. Plastik kan blokere for transport af føde fra mave til tarme, hvorved hvalen sulter til døde. Skarpe objekter kan penetrere tarme og andre indre organer, hvilket også kan have fatale konsekvenser for hvalen. Oftest fører indtagelse af plastikaffald dog ikke direkte til hvalens død, men det er en medvirkende årsag til at hvalens iverordnede helbredstilstand, dens såkaldte ”fitness” reduceres, hvilket kan have en negativ effekt på hvalens langsigtede overlevelse.

UNESCO (FN’s organ for uddannelse, forskning og kultur) estimerer at der årligt dør 100.000 marine dyr som følge af plastikforurening af havene. 

In danish below

Consequences for Wildlife

Every year thousands of sea animals including more than 700 species, are killed by plastic due to ingestion of plastic or because they get entangled in plastic waste. 17% of the species affected by plastic pollution, are on the IUCN (International Union for Conservation of Nature) Red List of Threatened Species.

Old fishing nets discarded into the ocean, so called ghost nets, are very dangerous for marine animals, because they easily get entangled in them, and are often unable to free themselves from the net, consequently leading to these death of the animals.

Young and immature birds are more likely to ingest plastic than adult individuals. It may take as long as six months for plastic particles to disappear from a seabird’s stomach by grinding in the bird’s gizzard (a gizzard is part of a bird’s stomach that grinds food) depending on species.

The northern Fulmar (Fulmarus glacialis) is one of the first species scientists found to have ingested plastic debris. Because fulmars only forage far out to sea, the ingested plastic debris can only be of marine origin. Studies showed an increase from 1-2 pieces of plastic per fulmar stomach in the 1970s to more than 10 pieces per stomach in the 1980s.Today Fulmars are used as a formal marine litter indicator in OSPAR (Oslo/Paris Convention for the protection of the Marine Environment of the North-East Atlantic) and the European MSFD (Marine Strategy Framework Directive).

Tiny crustaceans that feed on the seabed of the Mariana Trench; the deepest trench on Earth (depth 10,994m), were found to have plastic fibers in their gut; scientists found plastic in 100% of the samples collected in the Mariana Trench. This finding led to the conclusion that there is no place on Earth not affected by plastic pollution.

Konsekvenser for dyrelivet

Årligt dør tusindvis af havdyr som følge af plastikforurening, bl.a. fordi de spiser plastik eller bliver viklet ind i det. Mere ned 700 arter er berørte, og af disse er 17% på IUCN’s Rødliste for truede dyrearter (International Union for Conservation of Nature, Red List of Threatened Species). 

Gamle fiskenet der bortskaffes i havet kaldes for spøgelsesnet, og er yderst farlige for havdyr. dyrene bliver viklet ind i nettene og er i langt de fleste tilfælde ikke i stand til at komme fri igen, hvorved dyrene dør.

Fugleunger og umodne fugle er mere tilbøjelige til at forveksle  plastik med føde, end voksne fugle. Studier har vist, at det kan tage op til 6 måneder før et plastikobjekt er forsvundet fra en fugls mave, det sker via fuglens kråse (En kråse er en kraftig muskelmave i fugle, hvis sammentrækninger maler maden i stykker. Den udfører samme arbejde som pattedyrenes tandsæt) 

En af de første arter, hvor forskere opdagede at individer havde indtaget plastikaffald, var mallemukken   (Fulmarus glacialis). Da mallemukken er fødesøgende langt ude på havet, kunne man konkludere, at plastikaffaldet i fuglenes fordøjelsessystemer udelukkende oprandt  fra havet. Studier har vist at tilstedeværelsen af plastikaffald i mallemukkerne fordøjelsessystem er steget fra 1-2 objekter per individ i 1970’erne, til mere en 10 objekter per individ i 1980’erne. I dag anvendes Mallemukken som en formel indikator for marine affald under  Oslo-Paris Havmiljøkonventionen for Nordsøatlanten inklusiv Nordsøen (OSPAR, Oslo/Paris Convention for the protection of the Marine Environment of the North-East Atlantic) og EU’s Havstrategirammedirektiv  (MSFD, European Marine Strategy Framework Directive).

Forskere har fundet plastikfibre i maveindholdet på små krebsdyr, der finder deres føde på bunden af Marianergraven, det dybeste hav på Jorden (dybde 10.994m).  Faktisk var der plastikfibre i 100% af prøverne fra krebsdyrenes maveindhold. Denne opdagelse førte til, at forskerne bag studiet konkluderede, at der ikke længere er noget sted på Jorden som ikke er påvirket af plastikforurening. 

In danish below

How to Make a Change Every Day

A lot of the waste that ends up in the oceans are only used shortly before thrown away, for example single-use cups, cutlery and shopping bags. Other types of waste end up in the ocean because we do certain things out of old habit or because we don’t know better. And some, because we choose the most comfortable alternative.

Here are 12 simple changes you can make in your life, to make a change for our oceans:

  • Bring a reusable shopping bag when you go grocery shopping or shopping with your friends.

  • Use a water bottle you can fill up again and again instead of buying bottled water.

  • Bring your own to-go cup for coffee

  • Use food containers that are reusable instead of single-use wrapping.

  • Use bamboo straws or stainless-steel straws instead of plastic.

  • Bring cotton bags/nets for vegetables and fruit to the grocery store, instead of using the single-use plastic bags the store offers.

  • If you have a single-cup coffee machine at home, collect the empty aluminum capsules and recycle them (hint: Nespresso shops receive empty capsules for recycling).

  • Pick up waste when you come across it; on the beach, in the ocean and in the forest, wherever you go in Nature.

  • If you smoke, don’t throw your cigarette buds on the ground – find the nearest bin or put it in your pocket until you get home.

  • Take the environment into consideration when you shop – everything from groceries to clothes – and choose the most sustainable alternative.

  • Use soap and shampoo bars in the shower

  • Make you own body scrub in an empty glass jar, for example with sugar, coconut oil and lemon juice.

make a change pic.PNG

Gør en forskel i hverdagen

En stor mængde af affaldet der ender i havet, er produceret til kun at blive anvendt kortvarigt, eksempelvis engangskopper, plastikbestik og plastikposer fra butikker. Andet affald ender i havet fordi vi har en uhensigtsmæssig adfærd af gammel vane, eller fordi vi ikke ved bedre. Og I nogle tilfælde vælger vi det mest komfortable alternativ, på trods af, at det har negative  miljømæssige konsekvenser. 

Her er 12 simple ændringer vi kan foretage i vores hverdag, til gavn for havet: 

  • Medbring en genanvendelig mulepose når du handler i supermarkedet, eller er på shoppetur med dine venner.

  • Anskaf en vandflaske som kan fyldes op og bruges igen og igen.

  • Medbring din egen to-go kaffekop til din morgenkaffe når du er på vej til arbejde.

  • Brug bøtter til mad som kan genanvendes, i stedet for engangsemballage som husholdningsfilm og staniol.

  • Brug sugerør af bambus eller rustfrit stål, som kan vaskes og genbruges, i stedet for engangssugerør.

  • Medbring stofnet til supermarkedet til frugt og grønt i løsvægt, i stedet for at supermarkedets engangsplastikposer. 

  • Hvis du har en kapsel-kaffemaskine, så indsaml de brugte aluminiumskapsler og aflevér dem på genbrugsstationen eller i Nespresso-butikkerne, så de kan blive genanvendt.

  • Saml affald op når du ser det, om det er i havet, på stranden eller i skoven, og tag det med til den nærmeste skraldespand. 

  • Hvis du ryger, så smid ikke dine cigaretskodder på jorden, tag dem med til den nærmeste skraldespand, eller anskaf et lille lommeaskebæger som du kan tømme når du kommer hjem.

  • Hav miljøet med i dine overvejelser når du handler - lige fra dagligvarer til nyt tøj -  og vælg det mest bæredygtige alternativt.

  • Brug shampoobarer og sæbebarer i badeværelset.

  • Lav din egen bodyscrub i et tomt glas - eksempelvis med sukker, kokosolie og et par dråber æterisk olie.  

References

New Plastic Economy – A Research, Innovation and Business Opportunity for Denmark. January 2019 -Technical Report. McKinsey&Company, Innovation Fund Denmark

Seabirds, gyres and global trends in plastic pollution. 2015. J. A. Van Franeker and K. L. Law. Environmental Pollution, vol. 203, p. 89-96.

Microplastics and synthetic particles ingested by deep-sea amphipods in six of the deepest marine ecosystems on Earth. 2019. A. J. Jamieson, L. S. R. Brooks, W. D. K. Reid, S. B. Piertney, B.E. Narayanaswamy and T. D. Linley. Royal Society Open Science, 6: 180667

https://projekter.au.dk/havet/forloeb/forloebsoversigt/det-oplyste-hav/straaling-fra-solen/fotosyntese/ 
https://earthobservatory.nasa.gov/features/Phytoplankton

https://www.biologicaldiversity.org/campaigns/ocean_plastics/

https://www.theoceancleanup.com/great-pacific-garbage-patch/