New insights into the restocking challenge of Diadema sea urchins in the Caribbean

Dutch below

Diadema sea urchins (Diadema antillarum) are important algae grazers, but restoration attempts often record low survival of restocked individuals. A new article sheds light on one of the causes for unsuccessful restocking. Restocked sea urchins were monitored with time-lapse cameras for 10 days. There were strong indications that queen triggerfish (Balistes vetula) waited till sunset, when Diadema sea urchins become active, to feed on their favourite prey. The abundance of this predator should therefore be a crucial factor to consider when aiming for restocking of Diadema sea urchins on Caribbean coral reefs. 

(Restocked Diadema sea urchin on an artificial reef near Saba. Photo credit: Alwin Hylkema)

Diadema sea urchins are important grazers on Caribbean coral reefs. They reduce algae cover and facilitate coral recruitment and growth. A Caribbean wide mass die-off in the 1980s and again in 2022 decimated Diadema populations. Following each die-off, scientists observed a shift to algae dominated coral reefs, where macroalgae smother corals and prevent the establishment of juvenile corals. To restore grazing pressure on macroalgae and thereby stimulate coral development, restoration of Diadema sea urchins is often considered. However, restoration attempts have varied results and retention is often low. Insights into the factors constraining restoration are crucial to successfully restock the sea urchin on Caribbean coral reefs.

(One of the researchers restocking Diadema sea urchins on an artificial reef. Photo credit: Alwin Hylkema)

Researchers from University of Applied Science Van Hall Larenstein and Wageningen University and Research have developed a successful culture method for this species. In collaboration with the Saba Conservation Foundation, lab-raised juvenile Diadema were stocked on artificial reefs near Saba, Caribbean Netherlands. The restocked Diadema were observed with underwater photo timelapse during 10 days to find out what affected their retention.

During the study, 138 day-time predator-prey interactions were recorded on camera. More than 99% of these interactions involved the queen triggerfish. Although the aggressive predator failed to capture any sea urchin during the day, retention of the sea urchins after the experiment was only 30%. The researchers think the queen triggerfish is an important factor in the low retention. Within a few days, activity of the triggerfish focused on the time around sunset and sunrise. Although it was too dark to record any predation during night-time, the researchers conclude that the queen triggerfish shifted their attention to the time that the sea urchins become active, after which they were able to feed on them.

(Time-lapse footage with a Queen triggerfish attacking one of the Diadema sea urchins (bottom left of the picture))

Coral reef managers who want to restore Diadema sea urchins should consider additional measures, such as selecting reefs with lower predator densities or implementing temporary predator control measures, to facilitate the acclimatization of urchins after restocking.

More information about the Diadema project can be found on: www.hvhl.nl/diadema

Contact information: Alwin Hylkema, alwin.hylkema@hvhl.nl

Diadema zee-egels (Diadema antillarum) zijn cruciale algeneters, maar herstelpogingen ondervinden vaak een lage overleving van uitgezette individuen. Nieuw onderzoek biedt inzicht in de redenen voor onsuccesvolle Diadema uitzettingen. Door het monitoren van zee-egels met time-lapse camera’s gedurende 10 dagen kwamen sterke aanwijzingen naar voren dat koninginnen trekkersvis (Balistes vetula) wachten tot zonsondergang, wanneer Diadema zee-egels actiever worden, om zich te voeden met hun favoriete prooi. Het lijkt er dus op dat de aanwezigheid van deze roofdieren een cruciale factor is om rekening mee te houden bij het uitzetten zee-egels op de koraalriffen in het Caribisch gebied.

(Een uitgezette Diadema-zee-egel op een kunstmatig rif in de buurt van Saba. Foto: Alwin Hylkema)

Diadema zee-egels spelen een vitale rol in het ecosysteem van Caribische koraalriffen. Ze verminderen de algengroei en bevorderen de verstiging en groei van koralen. Nadat de zee-egels massaal stierven in de jaren 80 en opnieuw in 2022 worden Caribische koraalriffen gedomineerd door algen, waardoor jonge koralen verstikt worden. Om de druk van de algen te verminderen en de ontwikkeling van koralen te stimuleren, wordt herstel van Diadema zee-egels vaak overwogen. Echter, de resultaten van herstelpogingen zijn vaak wisselend en de overleving van uitgezette zee-egels blijft vaak laag. Inzicht in de factoren die het herstel belemmeren is essentieel om met succes Diadema zee-egels te herintroduceren op de koraalriffen in het Caribisch gebied.

Onderzoekers van Hogeschool Van Hall Larenstein en Wageningen University & Research hebben met succes een kweekmethode ontwikkeld voor deze soort. In samenwerking met de Saba Conservation Foundation werden in het laboratorium gekweekte jonge Diadema zee-egels uitgezet op kunstmatige riffen in de buurt van Saba, Caribisch Nederland. De uitgezette zee-egels werden gedurende 10 dagen geobserveerd met onderwater camera’s om te onderzoeken wat van invloed was op hun overleving.

(Een van de onderzoekers die Diadema zee-egels uitzetten op een kunstmatig rif)

Tijdens het onderzoek werden 138 interacties tussen roofdieren en zee-egels overdag vastgelegd op camera. Meer dan 99% van deze interacties betrof koninginnen trekkersvis. Hoewel deze roofzuchtige vissen er overdag niet in slaagden om de zee-egels succesvol aan te vallen, was de overleving van de zee-egels na het experiment slechts 30%. De onderzoekers vermoeden dat de trekkersvissen een belangrijke rol spelen bij deze lage retentie. Binnen enkele dagen verschoof de activiteit van de trekkersvissen naar de momenten rond zonsondergang en zonsopgang. Hoewel er ‘s nachts te weinig licht was om predatie te registreren, concluderen de onderzoekers dat de trekkersvissen hun aandacht richtten op het tijdstip waarop de zee-egels actiever werden, waarna ze konden aanvallen.

(Time-lapse-beelden tonen een trekkersvis die een van de Diadema-zee-egels aanvalt (linksonder in de foto))

Beheerders van koraalriffen die Diadema zee-egels willen herstellen, dienen rekening te houden met aanvullende maatregelen, zoals het selecteren van riffen met lagere dichtheden aan roofvissen of het implementeren van tijdelijke maatregelen voor predatorbeheersing, om de aanpassing van de zee-egels na introductie te vergemakkelijken.

Meer informatie over het Diadema-project is te vinden op: www.hvhl.nl/diadema

Contactgegevens: Alwin Hylkema, alwin.hylkema@hvhl.nl

Published in BioNews 70