Reproductive dynamics, gametogenic development and hermaphroditism of the variegated scallop Mimachlamys varia in the eastern Adriatic Sea

In de ondiepe, zonovergoten wateren van de Middellandse Zee leeft een kleine maar veerkrachtige schelpdiersoort, de gevlekte sint-jakobsschelp, tussen de rotsen en het zeegras. Terwijl grotere sint-jakobsschelpen vaak de krantenkoppen van de visserij en aquacultuur domineren, houdt deze kleinere soort, met zijn kleurrijke, gearceerde schelp, een stille belofte in voor de toekomst van de viskweek in de regio. Om te begrijpen hoe men deze dieren succesvol kan kweken, moeten wetenschappers eerst hun meest fundamentele biologische ritme begrijpen: de cyclus van het maken van baby's. Voor schelpdieren is dit niet een enkele gebeurtenis, maar een complex proces van het opbouwen van energie, het rijpen van eitjes of zaadcellen, en het afgeven van deze aan het water. Deze cyclus wordt gedreven door de veranderende seizoenen, de temperatuur van de zee en de beschikbaarheid van voedsel. Als boeren precies weten wanneer de sint-jakobsschelpen klaar zijn om te paaien, kunnen zij de beste ouders verzamelen om nieuwe generaties in broedplaatsen te starten, wat zorgt voor een constante aanvoer van deze smakelijke hulpbron. Zonder deze kennis is de timing van de kweekinspanningen een gok, wat vaak leidt tot matige resultaten.

Een team van onderzoekers zette zich scharpe om deze verborgen kalender van de gevlekte sint-jakobsschelp in de oostelijke Adriatische Zee in kaart, specifiek binnen de beschutte wateren van de Baai van Mali Ston. Zij verzamelden een groep van ongeveer 600 sint-jakobsschelpen en hielden deze in zwevende manden die slechts twee meter onder het oppervlak hingen, waarbij de omstandigheden van een echt bedrijf werden nagebootst. Gedurende een volledig jaar bezochten de wetenschappers deze manden ongeveer twee keer per maand. Bij elk bezoek selecteerden zij zorgvuldig volwassen sint-jakossen, maten hun schelp en gewicht, en verwijderden vervolgens voorzichtig hun zachte weefsels om de gonaden te onderzoeken, de organen die verantwoordelijk zijn voor de voortplanting. Om de duidelijkst mogelijke beelden te krijgen, conserveerden zij deze weefsels, sneden ze in microscopische lagen en kleurden ze ze met kleurstoffen die de cellen accentueerden. Dit stelde hen in staat om precies te zien wat er in het dier gebeurde: of de cellen net begonnen te groeien, vol zaten met eitjes of zaadcellen, of de inhoud al hadden afgestaan. Ze volgden ook de omgeving, waarbij ze de dagelijkse watertemperatuur, het zoutgehalte en de hoeveelheid microscopisch klein plantleven, of chlorofyl, in het water registreerden.

Het verhaal dat uit de microscoopglijders naar voren kwam, was dat van een langdurig, uitgesmeerd voortplantingsseizoen in plaats van een enkele, gesynchroniseerde uitbarsting. De onderzoekers ontdekten dat de sint-jakobsschelpen niet allemaal tegelijkertijd rijpten en hun baby's afgaven. In plaats daarvan werkten de populatie op een gespreid schema. De vrouwtjes vertoonden een duidelijker seizoenspatroon, waarbij hun voortplantingsorganen zich voornamelijk ontwikkelden tijdens de koelere maanden van de herfst en winter. Tegen de late winter en het vroege voorjaar waren veel vrouwtjes volledig volgroeid, vol met grote, voedselrijke eitjes. Echter, zelfs toen sommige vrouwtjes klaar waren om te paaien, waren anderen nog in ontwikkeling of waren ze al klaar. Deze overlap betekende dat de baai waarschijnlijk een continue, rollende afgifte van eitjes zag over meerdere maanden, in plaats van één massaal evenement. De mannetjes vertelden een iets ander verhaal; zij waren veel langer actief en behielden hun reproductieve paraatheid gedurende het grootste deel van het jaar. Terwijl de vrouwtjes hun inspanningen concentreerden in de koelere helft van het jaar, waren de mannetjes vaak klaar om eitjes te bevruchten van de late herfst tot diep in de vroege zomer.

Dit verschil in timing tussen de geslachten is gekoppeld aan de energie die nodig is om baby's te maken. Het produceren van grote, met dooier gevulde eitjes is een zware investering voor een vrouwtje, wat aanzienlijke energiereserves vereist die tijd nodig hebben om op te bouwen. Mannetjes, die enorme aantallen minuscule zaadcellen produceren, kunnen het zich veroorloven om gedurende langere perioden klaar te blijven met minder energiekosten. De studie onthulde ook een fascinerend detail over het geslacht van de sint-jakobsschelpen. De kleinste sint-jakobsschelpen die duidelijk als mannetje of vrouwtje geïdentificeerd konden worden, waren altijd mannetjes. Naarms de dieren groter werden, waren ze eerder vrouwtjes. Dit suggereert een levensstrategie waarbij de sint-jakobsschelpen het leven beginnen als mannetjes en mogelijk veranderen in vrouwtjes naarmate ze groter worden en meer eitjes kunnen produceren. De onderzoekers zagen ook enkele individuen die tegelijkertijd zowel mannelijke als vrouwelijke weefsels hadden, hoewel deze zeldzaam waren. Deze bevindingen bevestigen dat de gevlekte sint-jakobsschelp in deze regio flexibel is en zijn voortplantingsschema aanpast aan de lokale omgeving, in plaats van een rigide, universele klok te volgen.

De omgeving speelde een duidelijke rol in deze biologische dans, al niet op de eenvoudige manier die men zou verwachten. De onderzoekers ontdekten dat de gezondheid van de gonaden, gemeten aan de hand van hoeveel procent van het lichaamsgewicht van het dier uit reproductief weefsel bestond, het hoogst was wanneer het water het koudst was. Terwijl de watertemperatuur daalde van de zomerpieken van rond de 27 graden Celsius naar de winterlagen nabij de 9 graden, bouwden de sint-jakobsschelpen hun reproductieve reserves op. De piek van deze opbouw vond plaats in februari, precies wanneer het water het koudst was. Toen het water in de lente weer begon op te warmen, begonnen de sint-jakobsschelpen hun gameten af te geven, en kromp het reproductieve weefsel. Interessant genoeg vertoonde de hoeveelheid voedsel die in het water beschikbaar was, gemeten via chlorofylniveaus, geen direct, onmiddellijk verband met de voortplantingscyclus. Dit suggereert dat de sint-jakobsschelpen vertrouwen op voedsel dat ze in de loop van de tijd hebben gegeten en opgeslagen, in plaats van alleen op wat er op de dag van de bemonstering voorbij drijft. Het zoutgehalte van het water bleef grotendeels stabiel en leek de veranderingen niet te drijven.

Voor iedereen die deze sint-jakobsschelpen wil kweken, bieden deze bevindingen een praktische gids. De beste tijd om volwassen sint-jakobsschelpen te verzamelen om als ouders voor een broedplaats te gebruiken, is van de late herfst tot de vroege lente, wanneer de dieren het meest waarschijnlijk volgroeid en klaar zijn. Echter, omdat de populatie niet perfect gesynchroniseerd is, kunnen kwekers niet verwachten een partij te verzamelen waarbij elk enkel dier zich in exact dezelfde fase bevindt. Zij zullen selectief moeten zijn. De studie benadrukt ook dat hoewel de watertemperatuur een betrouwbaar signaal is voor wanneer de sint-jakobsschelpen rijpen, het niet de enige factor in het spel is. De dieren reageren op een complexe mix van hun eigen interne ritmes en de geschiedenis van het voedsel dat zij hebben geconsumeerd. Door dit verlengde en flexibele proces te begrijpen, kunnen kwekers in de Adriatische Zee hun activiteiten beter plannen, waarbij zij bewegen van gokwerk naar een meer betrouwbare methode voor het kweken van dit kleine maar waardevolle schelpdier. De gevlekte sint-jakobsschelp blijkt, zo blijkt, een wezen van geduld te zijn, dat zijn voortplantingsinspanningen over vele maanden verspreidt om zijn overleving in de veranderende zeeën te waarborgen.