Will 3D-printed mussel reefs be the next nature?

Jonge mosselen hechten zich aan 3D-geprinte, biologisch afbreekbare riffen. Dit blijkt uit een test op de wadplaten bij Texel, een eiland in Nederland. Onderzoekers hopen dat de riffen kunnen helpen bij de groei van mosselbanken, omdat deze banken belangrijk zijn voor de biodiversiteit. De Nederlandse natuurbeheerorganisatie wil de mosselbanken uitbreiden, maar niet alle experts vinden dit zinvol.

"We bootsen eigenlijk volwassen mosselbanken na," zegt onderzoeker Tjisse van der Heide van het Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee. "Bestaande mosselbanken bieden steun en bescherming tegen roofdieren zoals garnalen, krabben en zeesterren. Dit betekent dat jonge mosselen gemakkelijker overleven op zo'n bank dan op een kale zandbodem. Uiteindelijk moet het geprint materiaal afbreken en blijft er een natuurlijke mosselbank over."

Schelpdieronderzoeker Troost is kritisch over de kunstmatige riffen. "Waarom sleutel je met niet-natuurlijke materialen in een natuurreservaat? Er is voldoende harde ondergrond waaraan mosselen zich kunnen hechten. Bovendien handhaaft de mosselpopulatie onder het wateroppervlak zichzelf. Er is een wettelijke taak om mosselbanken te laten verouderen, maar niet om meer mosselbanken te creëren dan er nu zijn."

Afgelopen mei hebben Van der Heide en zijn collega's ongeveer dertig kunstmatige riffen van ongeveer een halve vierkante meter geplaatst op een wadplaat bij Texel. De riffen zijn gemaakt van biopolymeren; een soort biologisch afbreekbaar plastic. Er zijn holtes waarin jonge mosselen zich kunnen verstoppen. De onderzoekers gebruikten kokos touw in sommige van de riffen omdat de textuur lijkt op de draden waarmee volwassen mosselen elkaar vasthouden.

In het laboratorium zullen de onderzoekers de komende maanden tellen hoeveel mosselen er in de rifgebieden zijn en hoe zwaar ze zijn. "Maar we kunnen ook met het blote oog zien dat jonge mosselen erin geslaagd zijn zich hier te vestigen," zegt Van der Heide. "Dus het principe werkt, zowel voor rifgebieden die permanent onder water staan als voor rifgebieden die bij eb droogvallen."

Kickstarters van biodiversiteit

Een gezond en rijk Waddenzee bestaat uit organische bouwers. Dit zijn diersoorten die hun eigen omgeving zodanig beïnvloeden dat ze ideale leefomstandigheden creëren en leefgebied bieden aan vele andere soorten. “Biobouwers zijn aanjagers van biodiversiteit. In de Waddenzee zijn rifvormende schelpdieren, met name mosselen en oesters, belangrijke biobouwers. Voor een succesvolle vestiging op een lege wadplaat hebben deze soorten vaak een zetje nodig, omdat hun larven prooi zijn voor krabben of worden weggespoeld door de golven,” legt Ralph Temmink uit. Temmink is marien ecoloog aan de Universiteit Utrecht en een van de onderzoekers van het Building with Biobuilders-project. 

Tijdelijke 3D-geprinte kunstmatige rifstructuren zouden het verschil kunnen maken tussen een kale zandbank en een rif door jonge mossel- en oesterlarven beschutting te bieden tegen roofdieren en golven. “De structuren bootsen namelijk een volgroeid rif na, dat van nature bescherming biedt en zo de basis vormt voor de volgende generatie. De kunstmatige riffen moeten die rol tijdelijk overnemen op het kale zand. Wanneer de mosselen en oesters groot genoeg zijn om zelf het rif te vormen, breekt de onderliggende structuur volledig af. Dus netto blijft er geen 3D-geprint materiaal achter, maar blijft er een natuurlijk rif over,” zegt Temmink.

Van der Heide onderzoekt of natuurlijke processen kunnen worden versneld en, als kustecoloog, vindt hij het ook belangrijk om de mosselbanken uit te breiden. "Die banken zijn inderdaad stabiel, maar dat is in de huidige situatie. Zonder visserij zou het oppervlak vrijwel zeker groter zijn en je wilt toewerken naar mosselbanken zoals ze van nature in de Waddenzee kunnen voorkomen." Volgend jaar zal hij opnieuw 3D-geprinte riffen in de zee testen. "We zien nu dat de riffen met kokos touw en kleine holtes het meest aantrekkelijk zijn voor de mosselen. Op basis hiervan kunnen we het ontwerp verfijnen." Bovendien wil Van der Heide de wereldwijd opgedane kennis toepassen voor het herstel van bedreigde schoppenriffen.