De mosselkweek begint doorgaans met het verzamelen van mosselzaad, traditioneel verkregen door mosselbanken op de zeebodem te bevissen. Als reactie op milieubezwaren rond deze praktijk werd in Nederland in 2009 een overeenkomst gesloten tussen mosselkwekers, natuurorganisaties en de overheid om de bodemvisserij geleidelijk af te bouwen. Dit resulteerde in de introductie van de mosselzaadcollector (MZI), een duurzaam alternatief dat mosselzaad uit de waterkolom invangt en het traditionele bodemvissen voor dit doel stapsgewijs vervangt. Zaad dat verzameld wordt met MZI’s is echter duurder (5 tot 6 keer) dan de traditionele bodemvisserij vanwege de extra inspanning en materialen die nodig zijn. Het bereiken van economische haalbaarheid is gebaat met het verbeteren van de overleving van het met MZI’s verzameld mosselzaad. De kwetsbaarheid van jonge mosselen voor predatie en wegspoeling is een grote zorg en resulteert in aanzienlijke verliezen direct na het uitzaaien. Daarnaast zijn er milieuzorgen over de materialen die in MZI’s worden gebruikt, aangezien deze materialen doorgaans van synthetische oorsprong zijn. Wat van belang is, is de noodzaak om de overlevingskansen van mosselen te verhogen na uitzaaien, kosteneffectiviteit te vergroten en milieuvriendelijkheid te bevorderen.
In dit onderzoek (BioCollect) hebben we onderzocht of het gebruik van biologisch afbreekbare structuren de invang en overleving van mosselzaad kan vergroten. De structuren die we gebruikt hebben, de “BioShell-SMC”, bevatten geen plastics maar bestaan uit een biologisch afbreekbaar net op basis van een verbinding van alifatische polyesters, gevuld met lege kokkelschelpen rond een touw van kokosvezels (figuur 1). We hebben gekeken naar verschillende aspecten van de BioShell-SMC, die hieronder per alinea besproken worden.
Fig.1. De BioShell-SMC. Bestaat uit een biologisch afbreekbaar net op basis van een verbinding van alifatische polyesters, gevuld met lege kokkelschelpen rond een touw van kokosvezels.
Invang van mosselzaad
Mossellarven vestigen zich het liefst op complexe oppervlakken, die bescherming bieden tegen stroming en vraat. Lege schelpen zijn complexe oppervlakken waarvan is gebleken dat ze een geschikt aanhechtingssubstraat vormen voor mossellarven. Daarom zou de BioShell-SMC gevuld met lege kokkelschelpen een veelbelovende innovatie kunnen zijn voor de invang van mosselzaad. We hebben de effectiviteit van de BioShell-SMC voor het invangen van mosselzaad vergeleken met traditionele nylon MZI’s. Uit de resultaten bleek dat beide collectortypen op zes van de negen locaties een vergelijkbare mosselzaadbiomassa opleverden (figuur 2). De keuze van de invanglocatie was hiervoor wel van belang, omdat de meer aan stroming blootgestelde gebieden resulteerden in een hogere biomassa voor de traditionele touwen. Dit verschil werd mogelijk verklaard doordat het mosselzaad onder zware omgevingsomstandigheden beschadigd werd door wrijving van de schelpfragmenten in de BioShell-SMC. Daarnaast lieten de resultaten zien dat het aantal mosselen in de loop van de tijd af nam, terwijl de totale biomassa toenam. Daarom is het vinden van de juiste timing cruciaal voor het optimaliseren van de biomassa-opbrengsten van mosselen.
Fig. 2 Mossel biomassa op traditioneel MZI (XMas Tree, donkergrijs) en BioShell-SMC (lichtgrijs) op vijf locaties in de Waddenzee (boven) en vier locaties in de Oosterschelde (onder). 1: Zuidwal, 2: Burgzand, 3: Vogelzand, 4: Gat van Stompe, 5: Zuidmeep, 6: Neeltje Jans, 7: Schaar van Colijnsplaat, 8: Vuilbaard, 9: Vondelinge.
Uitzaaien van mosselzaad
Zodra het mosselzaad is verzameld, kan het worden verplaatst naar een kweekperceel. Het vinden van de optimale timing en methode voor het zaaien van mosselzaad is cruciaal om hun overlevingskansen te vergroten. We hebben een veldexperiment op een mosselperceel in de Oosterschelde uitgevoerd om de overleving van mosselen te vergelijken wanneer ze aan de BioShell-SMC waren gehecht in vergelijking met losse mosselen. De resultaten toonden aan dat groter mosselzaad (bustal: 460) betere overleving hadden wanneer ze aan BioShell-SMC’s waren gehecht in vergelijking met los gezaaide mosselen (figuur 3). Predatie en stroming waren belangrijke factoren die bijdroegen aan de hogere verliezen onder losse mosselen. Voor kleinere mosselen (bustal: 3000) was er gedurende de eerste drie dagen van het experiment een aanzienlijke afname in de biomassa, zowel bij de losse mosselen als bij de mosselzaadjes die aan de BioShell-SMC’s waren gehecht. Deze afname kon worden toegeschreven aan het kleine formaat van de mosselen in combinatie met relatief lage dichtheden door de kleine schaal van het experiment, wat hen kwetsbaar maakten voor predatie door krabben.
Fig. 3 Mossel biomassa in de plots. Geel: losse mosselen, blauw: opengesneden net, grijs: intact net.
Aggregatiegedrag
Het grote nadeel van de BioShell-SMC kan echter zijn dat de mosseldichtheden aanvankelijk hoog zijn, wat leidt tot competitie om voedsel en ruimte , waardoor de groei en conditie van de mosselen wordt belemmerd. Er wordt verondersteld dat de kokkelschelpen in de BioShell-SMC kunnen verspreiden over het omliggende substraat wanneer het biologisch afbreekbare net oplost, wat de migratie van mosselen vergemakkelijkt als een strategie om de intense concurrentie te vermijden. Daarom hebben we het gedrag van mosselen onderzocht die aan de BioShell-SMC zijn bevestigd om meer inzicht te krijgen in hun vermogen om zich naar het omringende substraat te verplaatsen. In een experiment hebben we aggregatie, overleving en groei vergeleken tussen los gezaaide mosselen en mosselen die vastgehecht waren aan de BioShell-SMC bij verschillende dichtheden en sedimenten (hard versus zacht) (figuur 4).
Fig. 4 Voorbeeld van hoe de losse mosselen (links) en de mosselen in de BioShell-SMC (rechts) zich na 30 dagen verspreid hebben over het sediment.
Zoals verwacht bleek uit de resultaten dat de aan de BioShell-SMC gehechte mosselen meer clustering vertoonden in vergelijking met losse mosselen, vooral bij lage dichtheid. Mosselen in hoge dichtheid gehecht aan de BioShell-SMC verspreidden zich vanuit de SMC op zowel hard als zacht substraat, hoewel we een neiging vonden naar meer clusters op een harde ondergrond. Mosselen die los werden getransplanteerd, vormden op zacht sediment clusters met een hogere biomassa dan in situaties met een harde ondergrond. Dit suggereert dat mosselen op zacht sediment boven op elkaar klommen om gunstige posities te bereiken, terwijl die op hard sediment meer ruimte konden innemen door zich aan het substraat te hechten. Bovendien vertoonden mosselen aan de BioShell-SMC hogere overlevingskansen en hadden ze een betere conditie dan losse mosselen.
Ruimtelijke patronen
Als laatste wilden we de BioShell-SMC inzetten om grootschalige ruimtelijke patronen te creëren, die lijken op de ruimtelijke organisatie van natuurlijke mosselbanken, het is bekend dat deze patronen hun veerkracht vergroten (figuur 5). In een grootschalig veldexperiment hebben we getest of verschillende ruimtelijke configuraties (labyrintpatroon met lage versus hoge dichtheid en bandenpatroon) het uitzaai-succes van mosselzaad zouden kunnen vergroten. De resultaten lieten hoge mosselverliezen zien (~75% na bijna 300 dagen) in alle configuraties, zonder noemenswaardige variatie. Mosselen migreerden niet van het substraat af en verspreiden zich dus niet over het sediment. Dit leidde tot grote concurrentie tussen de mosselen die in hoge dichtheid aanwezig waren op de BioShell-SMC, waardoor de overleving afnam. Bovendien hebben factoren zoals hydrodynamische wegspoeling en begraving waarschijnlijk bijgedragen aan de hoge verliezen.
Fig. 5 Luchtfoto van een mosselbed met een grootschalig gestreept patroon in de Waddenzee, gelegen onder Ameland. Het mosselbed beslaat een gebied van ongeveer 1,2 hectare. Foto genomen door Karin Troost op 19 februari 2019.
In conclusie blijkt dat het gebruik van afbreekbaar substraat voor invang en uitzaai kan bijdragen aan de overleving van mosselzaad, mits deze op het juiste moment, met optimale mossel dichtheden en op kleine schaal worden toegepast (figuur 6). Toekomstig onderzoek dient de optimale dichtheid van mosselen die aan de BioShell-SMC zijn bevestigd verder te onderzoeken en inspanningen voor gebruik op grotere schaal te bevorderen. Hierbij zijn andere zaaitechnieken nodig om de mosselen en het substraat beter te verspreiden.
Fig. 6 Samenvattend figuur met conclusies van het onderzoek.
Bovenstaande is een samenvatting van het promotieonderzoek van Lisanne van den Bogaart (Universiteit Utrecht en NIOZ). Het proefschrift waarmee zij in 2024 hoopt te promoveren heeft als titel: “Muscle-up: enhancing mussel collection and transplantation success with a biodegradable material”