De noodoperatie vond plaats aan de achterkant van een aangepaste pick-up op een parkeerplaats van McDonald’s in Pikeville, Ky. Dit onsamenhangende plan om een soort mossel te redden aan de rand van uitsterven was volkomen logisch: ontmoet ergens tussen Indian Creek in Virginia, waar de laatst bekende wilde gouden riffleshells leefden, en Kentucky’s Centre for Mollusk Conservation in Frankfort, waar ze zouden worden gered.
De strategie was een malacologieversie van een Weesgegroetpas. Een wetenschapper wrikte voorzichtig drie gouden riffleshells open en verwijderde hun larven om in zijn laboratorium te worden verzorgd. De andere zou de drie mosselen terugbrengen naar Indian Creek en wachten op de dag dat hij hun volwassen nakomelingen in hetzelfde leefgebied kon introduceren. Als het plan niet genoeg nakomelingen zou opleveren om een nieuwe populatie te behouden, zouden de mosselen waarschijnlijk verdwijnen.
Vijf jaar geleden was Indian Creek de enige bekende overgebleven habitat voor de gouden riffleshell (Epioblasma florentina aureola). En net als veel andere mosselen zag de toekomst van deze tweekleppige er somber uit. Biologen schatten dat er nog maar ongeveer 100 in het wild over waren. “Ze waren de volgende soort op de lijst om van de aardbodem te verdwijnen”, zegt bioloog Tim Lane, die de mosselherstelinspanningen leidt bij het Aquatic Wildlife Conservation Center van het Virginia Department of Wildlife Resources, in de buurt van Marion. ‘We keken letterlijk naar de laatste.’
Het is moeilijk om een soort in realtime te zien verdwijnen, zegt hij, en wordt in sommige opzichten verergerd door de bijna onzichtbaarheid van de mosselen onder de oppervlakte. “Ze zijn niet charismatisch zoals bijvoorbeeld de noordelijke witte neushoorn”, zegt hij. Wanneer mosselen uitsterven, weet bijna niemand – of treurt ze.
Lane is een enthousiaste amateurfotograaf die foto’s maakt van weekdieren, slakken, vissen en diverse andere kleine beestjes in het wild. Lane brengt veel van zijn tijd door met zijn gezicht naar beneden in de Appalachen, zwevend boven rotsachtige rivierbeddingen als een dobber in de Macy’s Thanksgiving Day Parade. Hij bedacht het plan en voerde fase één uit: de bivalven voorzichtig uit de rivierbedding van Indian Creek wrikken en ze in een koelbox met kiezels, vuil en rivierwater leggen voor de 90 minuten durende reis naar Kentucky.
Een volwassen gouden riffleshell is ongeveer zo groot als een klein koekje, met een geelachtige waaiervormige kast. Net als andere mosselen verankert het zichzelf in grind met een vlezige voet en beweegt het zelden meer dan een paar meter tijdens zijn levensduur, die 15 jaar of langer zou kunnen duren. De sedentaire wezens worden sinds 1977 vermeld als een federaal bedreigde soort.
Malacologen, zoals Lane en anderen die weekdieren bestuderen, zijn gewend om underdogs te verdedigen. Meer dan tweederde van alle geïdentificeerde Noord-Amerikaanse zoetwatermossel soorten is uitgestorven of bedreigd. Noord-Amerika heeft de grootste diversiteit aan zoetwatermosselen – met een sterke concentratie in het zuidoosten. Tennessee’s Clinch River herbergt ongeveer twee keer zoveel soorten als heel Europa.
In elke regio komen de problemen van de mosselen voort uit een mix van factoren. Tot ongeveer een eeuw geleden bloeiden enorme mosselpopulaties in het Midwesten en Zuidoost, en werden mosselen vaak geoogst om schelpknopen te maken. Maar de bouw van dammen in grote rivieren verdeelde deze populaties en scheidde de wezens van de vissen die hun larven dragen. “De dammen verstikten de enorme mosselbanken in de meest productieve habitats”, zegt Paul Johnson, die het Aquatic Biodiversity Center van Alabama in Perry County leidt.
Nog erger, de ongebreidelde vervuiling door industriële dumping en chemische lekkages leidden tot massale sterfgevallen voordat de Clean Water Act van 1972 leidde tot schonere waterwegen. De dieren hebben ook met andere bedreigingen te maken gehad, waaronder microbiële pathogenen en roofdieren.
Afgelopen december, meer dan 150 kilometer stroomafwaarts van de samenvloeiing van Indian Creek en de Clinch, biologen bij de Amerikaanse Fish and Wildlife Service meldde een enorme afsterving van fazantshells (Actinonaias pectorosa) waar de rivier door de stad Kyles Ford, Tenn stroomt. De onderzoekers vermoeden dat sommige pathogene schimmels, bacteriën of parasieten de schuld hebben. Ontelbare soorten in Europa en de Pacific Northwest, inclusief de zoetwaterparelmossel (Margaritifera margaritifera) en de depressieve riviermossel (Pseudanodonta complanata), hebben vergelijkbare sterfgevallen meegemaakt.
Tegen die achtergrond van bekende en onbekende gevaren combineren onderzoekers over de hele wereld in vitro vermeerdering, maanden van vervelende observatie en uitgebreide laboratoriumtesten om deze dieren te redden. Maar geen van deze evoluerende methoden biedt een snelle oplossing.
‘Het kostte ons 100 jaar om in deze puinhoop te komen’, zegt Johnson. “Het duurt niet tien om er uit te komen.”
Rivierreinigers
Degenen die mosselen bestuderen en proberen te redden, voelen een onweerstaanbare roeping, zegt Jessi DeMartini, een bioloog in Illinois die werkt aan het behoud van mosselen in het Forest Preserve District van DuPage County. “Het is een verslaving … dat wordt een passie.” Ze zien weekdieren als de ongeliefde helden van de rivieren van de wereld.
Weekdierschelpen stabiliseren rivierbeddingen en creëren leefgebieden voor andere wezens. De tweekleppigen leveren voedsel aan wasberen, muskusratten en andere beestjes. Het belangrijkste is dat weekdieren de waterfilters van de natuur zijn, die grote rommel kunnen opruimen.
Een enkele mossel kan meer dan 50 liter water per dag filteren, het verwijderen van algen en vervuiling, inclusief giftige stoffen die als industrieel afval in rivieren worden gedumpt. Sommige onderzoekers vermoeden dat het vermogen om giftige metalen op te vangen bijdraagt aan de achteruitgang van de dieren. Net als kanaries in kolenmijnen, als een mosselpopulatie plotseling keldert, is dat een teken dat er iets vies is geworden in het water. (Malacologen beschrijven de geur van een levende mossel als rijk en zoet, zoals de rivier waar hij vandaan komt. Maar als je een dode mossel vindt, is de stank zo erg dat je zou willen dat je geboren was zonder reukzin.)
Door de gezondheid van jonge mosselen te observeren en weefselmonsters te analyseren, onderzoekers kan de waterkwaliteit en acute afsterving effectief monitoren, Meldde Monte McGregor, directeur van het Kentucky Center for Mollusk Conservation, en anderen in december 2019 in Zoetwaterwetenschap.
De poging om mosselen te redden heeft gevolgen tot ver buiten de landelijke en ruige rivieren van Appalachia. Meer dan twee derde van de Amerikaanse huizen haalt zijn drinkwater uit rivieren, merkt Johnson op. Mosselen bieden een goedkope manier om die hulpbron te beschermen en een deel van het werk van waterzuiveringsinstallaties uit te voeren. “Mosselen stellen ons in staat om schoner water te leveren tegen een lagere kostprijs”, zegt hij.
Om al deze redenen keren natuurbeschermingsbiologen terug naar de rivieren en hopen ze waar ze het kunnen vinden. De gouden riffleshell was bijzonder vervelend. Om zelfs te beginnen met het proces van mosselvoortplanting, dat een hoog faalpercentage kent, moeten biologen doorgaans beginnen met larven, ook wel bekend als glochidia. De afnemende aantallen van de gouden riffleshell betekenen dat het vinden van een gravid vrouwtje – eentje gevuld met glochidia – een zeldzame gelegenheid is. Maar op een ochtend in april in 2016 kwam hoop met een vondst van Sarah Colletti, een mosselminnend bioloog, ook in het Aquatic Wildlife Conservation Center in Virginia. Colletti had zich bij een kleine groep biologen gevoegd die lange rubberen steltlopers aantrokken en urenlang gebogen over kijkkijkers, die eruit zien als speelgoedtelescopen, naar het water wees om het gemakkelijk te maken rotsen van mosselen te onderscheiden. Colletti scande de bodem van Indian Creek als onderdeel van wat een jaarlijks ritueel is geworden, de zoektocht naar de laatst overgebleven gouden riffleshells.
Het is een eentonige bezigheid, zegt ze, en ‘je raadt elke steen opnieuw aan’. Als een mossel in zicht komt, “is het nogal schokkend”.
Door haar kijker zag Colletti drie gouden geweren tussen de rotsen en het slib. Het waren allemaal vrouwtjes die hun kunstaas vertoonden, een stuk weefsel dat op een smakelijke maaltijd lijkt. Door dat blootgestelde kunstaas waren de mosselen zwaar, klaar om miljoenen glochidia vrij te maken. Het was ongebruikelijk om drie zwangere vrouwtjes te vinden. De biologen zagen een kans – misschien wel een van de laatste – om te helpen.
Verleidelijk display
Alleen al in het larvale stadium komen is een prestatie voor deze tweekleppigen. Eieren worden alleen bevrucht als vrouwtjes het sperma filteren dat door stroomopwaartse mannetjes in het water wordt vrijgegeven.
Glochidia, elk zo groot als een zoutkorrel, kunnen niet alleen overleven. Ze moeten zich vastklampen aan de kieuwen van een gastvis en parasitaire passagiers worden, zich in het kieuwweefsel nestelen en gedijen op een mix van voedingsstoffen in het water en in visbloed totdat ze een soort metamorfose ondergaan.
Terwijl mosselen hun eerste schelpen laten groeien en juvenielen worden, zwellen ze op tot de grootte van een goed gevoede hertenteek en vallen dan uit de vis. Voor elke mosselsoort is er vaak maar één – of hooguit een paar – vissoorten die larven naar de volgende levensfase kunnen vervoeren.
Mosselen hebben een duizelingwekkende reeks methoden ontwikkeld om vissen te besmetten; bijna allemaal gaat het om misleiding. Sommige mosselen verbergen hun glochidia in verleidelijke pakketten die op minnows lijken; anderen spoelen wormachtige aanhangsels af die zijn getipt met pakketten die miljoenen larven bevatten. De regenboogmossel (Villosa iris) heeft een kunstaas dat lijkt op een langoesten die langs de rivierbodem scharrelt. Wanneer een vis probeert de minnow of worm of langoesten te eten, krijgt de vis een mondvol glochidia, vrijgegeven als paardebloemzaden. Met de volgende slok water van de vis, wassen de glochidia zich over de kieuwen en blijven ze hangen.
Leden van het geslacht Epioblasma, waaronder de gouden riffleshell, hebben een tactiek geperfectioneerd die hen de bijnaam ‘fish snapper’ opleverde. Het ritueel begint wanneer een moedermossel een korte draad uitzendt, waarvan het einde op een insect lijkt. Wanneer een hongerige vis naar binnen zwemt voor een hap, klikt de schaal dicht rond de kop van de vis en houdt deze stevig vast met korte, scherpe tanden net binnen de rand van de schaal. Terwijl de vis stikt, inhaleert hij de glochidia, die zichzelf in de kieuwen installeren. Na een paar minuten ontspant de mossel en laat zijn gevangenschap vrij. De vissen die overleven, zijn verbluft; kleinere vissen (die sowieso geen goede gastheren zijn) kunnen sterven, hun hoofden worden verpletterd door de klik van het weekdier.
De overdracht
Alle stukjes van deze gechoreografeerde reeks – bevruchting tot glochidievorming tot besmetting van een gastheer – moeten op de juiste manier gebeuren, zegt McGregor, die samen met collega-bioloog Leroy Koch in Kentucky bij de McDonald’s wachtte tot Lane arriveerde. ‘Er zijn veel stakingen tegen deze mosselen’, zegt hij. ‘De glochidia moeten op het juiste moment de juiste vis raken.’
Idealiter vermenigvuldigen mosselen zich vanzelf en hoeven mensen niet in te grijpen. Malacologen grijpen in wanneer een soort eruit ziet alsof hij op het punt van uitsterven staat.
Die ochtend in april markeerde Colletti de locatie van de mosselen in de beek met drie grote stenen en een feloranje vlag. Ze belde Lane, die een groot deel van de graduate school had doorgebracht met het bestuderen van de diversiteit van het leven in de Appalachen. De gouden riffleshell leek altijd te zinken. In voorgaande jaren, toen ze in Indian Creek vrouwtjes met zwaartekracht vonden, hadden Lane en collega’s pogingen gedaan om langs de rivier te plagen: gastvissen vangen en glochidia handmatig van de mossel in de kieuwen van de vis brengen. Maar de aanpak werkte niet.
Lane belde McGregor, die bekend was in de hechte malacologiegemeenschap omdat hij pionierde in in vitro benaderingen om tweekleppigen terug te brengen. Biologen hebben hem via UPS en FedEx glochidia in reageerbuizen gestuurd; het is ook bekend dat hij uren rijdt om de larven vast te zetten. In het Kentucky Center for Mollusk Conservation houdt hij de temperatuur en kwaliteit van het water dat door het laboratorium stroomt nauwlettend in de gaten en maakt hij zijn eigen voedsel voor de mosselen – waarbij hij vaak een recept aanpast aan de behoeften van een soort. Nadat Lane had gebeld en het plan had voorgesteld, stemde McGregor ermee in elkaar te ontmoeten in Pikeville en de procedure voor het verwijderen van de glochidia uit te voeren in wat hij zijn ‘mobiele lab’ noemt (het bovenste bed van zijn Ford F-250 supercabine).
Een operatie duurde niet meer dan 30 minuten per mossel. McGregor wrikte de schaal ongeveer vijf millimeter open met zijn vingers en gebruikte een siliconen wig om hem open te houden. Vervolgens vulde hij een spuit met steriel water en spoelde de glochidia uit de mosselen uit in een laboratoriumschaal. Al die tijd moest hij op de patiënt letten en hem koel houden.
‘Je moet de mossel goed behandelen’, zegt McGregor. Als het dier te warm wordt, kan dat zowel de larven als de moeder in gevaar brengen.
Toen de procedure voorbij was, verving Lane de mosselen in de koelbox en reed naar het oosten om ze terug te brengen naar Indian Creek. McGregor reed naar het westen en begeleidde duizenden gouden rifflleshell-larven over 260 kilometer kronkelende bergwegen naar de mosselhersteloperatie met het langste trackrecord voor het vermeerderen van mosselen in het laboratorium zonder gastvissen. Dit zou de beste overlevingskans van de gouden riffleshell zijn.
Breng me naar de rivier
Al bijna 20 jaar werken onderzoekers van de faciliteit in Kentucky aan het terugbrengen van mosselen van de rand van uitsterven. De kleine verzameling gebouwen bevindt zich in de buurt van Elkhorn Creek, maar McGregor zegt dat het water vaak te vervuild is om te gebruiken voor de tanks die mosselen bevatten tijdens het meest gevoelige deel van hun ontwikkeling. De verontreinigende stoffen zijn onder meer ruw afvalwater. “We kunnen geen mosselen kweken in ruw afvalwater”, zegt hij.
Als er zoiets bestaat als “artisanale algen”, dan is het zeker het spul dat in dit laboratorium wordt gekweekt. Onderzoekers kweken algenculturen in gigantische broedmachines. McGregor heeft veel algensoorten gekweekt en heeft jarenlang het juiste algenslijm aan de juiste mossel aangepast.
McGregor leerde de basis van in vitro vermeerdering in 2004 van Robert Hudson, een malacoloog aan het Presbyterian College in Clinton, SC. Tegen 2016 had McGregor meer dan een decennium besteed aan het verbeteren van zijn recept, het vinden van de juiste mix van algen, voedingsstoffen en konijnenserum om te voeden glochidia. Hoewel hij liever gastheervissen gebruikt om mosselen te kweken – en het laboratorium bevat tientallen tanks die vissen bevatten als gastheer voor sommige andere soorten – hebben wetenschappers tot nu toe niet in staat geweest om de vissen te identificeren die gouden riffleshell-larven kunnen dragen (vandaar de stroombesmetting) werkt niet).
Dus moest McGregor de larven kweken zonder gastheer. Na 18 dagen in een broedmachine met de op maat gemaakte mosselteeltcocktail van McGregor, overleefden ongeveer 1.600 larven de jeugd. Ze werden overgebracht naar met slib omzoomde banen met koel stromend water om een rivier te simuleren. Binnen een paar maanden was de glochidia zo groot geworden als stuivers – groot genoeg om in het wild te overleven.
McGregor verdeelde de buit. ‘Het was te riskant om ze allemaal te bewaren’, zegt hij. Hij stuurde groepen mosselen terug over de bergen naar twee vestigingen in Virginia. Een daarvan is het Aquatic Wildlife Conservation Centre, waar Colletti en collega’s de tweekleppigen hebben bestudeerd en gekweekt. In een typisch jaar laten onderzoekers daar tot 10.000 in het laboratorium gekweekte mosselen vrij in het wild, wat neerkomt op maximaal 10 soorten.
Colletti zegt dat ze tekenen van hoop ziet voor de gouden riffleshell. Tegenwoordig produceren de nakomelingen van die drie mosselen die ze in 2016 vond, hun eigen glochidia in het laboratorium. ‘Ze konden in gevangenschap gravid worden’, zegt ze. Lane heeft onlangs foto’s van die larvale kleinkinderen naar McGregor gestuurd. Colletti en Lane hopen dat de jonge mosselen die in de rivier zijn vrijgelaten dat ook zullen doen.
Er zijn andere, verspreide succesverhalen die naar voren komen uit recente mosselprojecten. Johnson, in Alabama, heeft jarenlang de bleke lilliput bestudeerd (Toxolasma cylindrellus).
Na meer dan twee jaar werk legde Johnson de noordelijke nagelvis vast (Fundulus catenatus), die eruitziet als een grotere, mooiere versie van een minnow, als gastheer van de bleke lilliput. Toen hij eenmaal dat verband had gelegd, begon Johnson een gastvis te besmetten om nieuwe populaties van de bedreigde soort te kweken.
Er zijn ook grote risico’s. Vorig jaar kweekte Johnson ongeveer 5.000 jonge exemplaren van de zeldzame parelmoer uit Louisiana (Margaritifera hembeli). Maar net voordat hij jongeren in een rivier in Louisiana zou vrijlaten, sloeg het noodlot toe. Op een ongewoon hete lentemorgen steeg de temperatuur van het water dat in de looppaden van zijn faciliteit stroomde, waardoor duizenden mosselen werden gedood voordat een onderzoeker de klep kon sluiten. ‘Een slechte dag kan letterlijk meerdere jaren werk verpesten’, zegt Johnson.
Hij had slechts ongeveer 100 dieren over om terug te keren naar de natuur. Maar die dieren gedijen goed in het lab. Johnson heeft nieuwe partijen gekweekt en is van plan ze volgend jaar in hun natuurlijke omgeving te herstellen. Het is te vroeg om de overwinning bekend te maken, zegt hij, maar hij heeft hoop.
Het uiteindelijke doel van mosselconservering, zegt Johnson, is het vermeerderen van dieren die een volledige levenscyclus kunnen voltooien. Dat betekent dat glochidia bij de gastvis komen, de tumultueuze jeugdjaren overleven en volwassen genoeg zijn om zich voort te planten. In het wild duurt het hele proces enkele weken tot enkele maanden. In het lab is de tijdschaal groter. ‘Het kost tientallen jaren’, zegt hij.
Honderden van de volgende generatie gouden riffleshells zijn nu weer thuis, met twee populaties in de Clinch River en één in Indian Creek sinds 2017. Deze mosselen meten nu ongeveer de grootte van een kwart, hoewel sommige groter zijn. Van de 700 die Lane, Colletti en anderen in het wild hebben geïnstalleerd, zijn er vele gestorven en sommige zijn niet bekend, maar de onderzoekers schatten dat er nog ongeveer 300 in leven zijn.
De wetenschappers plaatsten transponders op ongeveer 100 van de mosselen en elk jaar komen Lane en Colletti terug voor een telling, zwaaiend met een apparaat dat eruitziet als een metaaldetector over het wateroppervlak en wachtend op het bevredigende getjilp dat aangeeft dat een in het laboratorium gekweekte riffleshell is gevonden .
Voorlopig blijft de redding van de gouden riffleshell een goed nieuwsverhaal, maar Lane zegt dat malacologen waakzaam moeten blijven. “Dit geeft ons wat tijd, maar het is niet zo dat we onszelf op de rug kunnen aaien en stoppen.” Om het voortbestaan van de soort te garanderen, moeten biologen doorgaan met het oogsten van glochidia, het begeleiden van mosselen naar de jonge fase en ze jaar na jaar weer in het wild terugbrengen. Het uiteindelijke doel is om een populatie op te bouwen die zichzelf kan onderhouden en zich kan voortplanten zonder menselijke tussenkomst, konijnenserum of een spoedoperatie buiten een landelijke McDonald’s.
