Wissenschaftler entdecken hitzetolerante Korallen, die sich direkt vor der Linse verstecken

Könnte unsere Entdeckung helfen, das Great Barrier Reef zu schützen? fragen MELISSA NAUGLE und EMILY HOWELLS von der Southern Cross University und LINE K BAY vom Australian Institute of Marine Science (AIMS

So wie einzelne Menschen unterschiedlich mit Stress umgehen, ist das auch bei Korallen der Fall. Sogar Korallenkolonien derselben Art, die nebeneinander wachsen, weisen unterschiedliche Toleranzen gegenüber Belastungen wie Hitzewellen auf.

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In Forschungsergebnisse veröffentlicht am 23. Septemberhaben wir überraschende neue Beweise für die unterschiedliche Hitzetoleranz von Korallen gefunden. Angesichts der Erwärmung der Weltmeere sind diese Unterschiede von Bedeutung.

Anfang des Jahres viertes globales Massenbleichereignis wurde erklärt. Das Great Barrier Reef (GBR) hat gelitten fünf Massenbleichungen seit 2016 – zuletzt im vergangenen Sommer. Die Erklärungen folgten der weltweiten wärmstes Jahr seit Beginn der Aufzeichnungen.

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Um die Korallenriffe der Welt gesund und funktionsfähig zu halten, müssen die globalen Kohlenstoffemissionen drastisch gebremst um die Erwärmung der Ozeane zu verlangsamen. Während die Menschheit auf dieses Ziel hinarbeitet, könnten Interventionen den Korallen Zeit verschaffen, in ihrer wärmer werdenden Umgebung zu überleben.

Was wir gemacht haben

Die Hitzetoleranz von Korallen kann durch die Analyse ihrer Reaktionen auf erhöhte Wassertemperaturen gemessen werden. Unsere Forschung umfasste die Messung der Bleichschwellen von mehr als 500 Kolonien der Tafelkoralle. Acropora Hyacinthus.

Acropora Hyacinthus ist eine gewöhnliche Koralle, die „Tische“ aus winzigen Zweigen bildet. Diese Art ist beide ökologisch wichtig und höchst anfällig gegenüber Hitzewellen, was es zu einem bevorzugten Kandidat für den Naturschutz macht.

Die charakteristische Farbe der Koralle wird durch Algen verursacht, die in ihrem Gewebe leben. Die Algen liefern auch den Großteil der Nahrung der Koralle. Wenn die Wassertemperatur zu lange zu hoch ist, stößt die Koralle die Algen ab, was zu Bleichen und Verhungern führt.

Auf See besuchten wir 17 Riffe, um zu tauchen und nach Acropora HyacinthusWir brachten dann Proben dieser Korallen an Bord eines Forschungsschiffs, um Experimente durchzuführen.

Unser speziell entwickeltes tragbares Experimentiersystem enthielt 12 Tanks mit vier verschiedenen Temperaturen. In jeden Tank wurden Korallenfragmente gelegt und bei unterschiedlichen Temperaturen kurzfristigem Hitzestress ausgesetzt.

Anschließend haben wir die in den Korallenfragmenten verbleibende Pigmentmenge gemessen, die in direktem Zusammenhang mit der in den Korallenzellen verbliebenen Algenmenge steht.

Anschließend haben wir die Bleichschwellenwerte jeder Koralle ermittelt – also die Temperatur, bei der die Pigmentierung der Koralle auf 50 % ihres gesunden Niveaus sinkt. Dadurch konnten wir verstehen, wie groß die Unterschiede sind und wo die hitzetolerantesten Kolonien leben.

Was haben wir also herausgefunden? Bei unseren Experimenten schwankte die Menge des bei hohen Temperaturen erhaltenen Pigments zwischen 3 % und 95 %. Das bedeutet, dass bei hohen Temperaturen einige Korallenkolonien vollständig ausgebleicht sind, während andere kaum beeinträchtigt zu sein schienen.

Von den 17 Riffen, die wir untersucht haben, enthielten 12 Kolonien mit Bleichschwellen im oberen Viertel. Das bedeutet, dass an den meisten Riffen, die wir beprobt haben, hitzetolerante Korallen gefunden werden konnten.

Natur gegen Nahrung

Korallen gehen aus zwei Gründen unterschiedlich mit Stress um: Natur und Erziehung.

Jede Koralle hat eine einzigartige „Natur“ oder genetische Zusammensetzung, die ihre Hitzetoleranz beeinflussen kann. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass Korallen, die im gesamten Great Barrier Reef vorkommen, einzigartige genetische Ressourcen besitzen könnten, die für die Erholung und Anpassung wichtig sind.

Allerdings können bestimmte Aspekte der Meeresumwelt die Hitzestressreaktion einer Koralle fördern oder behindern. Dazu zählen Wassertemperaturen, Nährstoffverhältnisse und die symbiotischen Algen, die im Korallengewebe leben.

Wir haben festgestellt, dass Korallen, die in wärmeren Regionen wie dem nördlichen Great Barrier Reef leben, höhere Wassertemperaturen vertragen. Da das Wasser in diesen Gebieten jedoch so warm ist, werden die Korallen bereits an ihre Temperaturgrenzen gebracht.

Korallen im südlichen Great Barrier Reef vertragen keine so hohen Temperaturen wie ihre nördlichen Nachbarn. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass diese Korallen stärkere Erwärmungen über ihren lokalen Temperaturen vertragen als Korallen im Norden.

Diese Toleranzmuster können Einfluss darauf haben, welche Korallen marine Hitzewellen überleben.

Unseren Riffen eine Zukunft geben

Unsere Erkenntnisse haben möglicherweise wichtige Auswirkungen auf die Fähigkeit der Korallen, sich im Zuge des Klimawandels an wärmere Meere anzupassen.

Die Ergebnisse können auch als Grundlage für die Restaurierung und Erhaltung von Riffen dienen. So könnten hitzetolerante Elternkorallen selektiv gezüchtet um Nachkommen zu zeugen, die besser an wärmere Gewässer angepasst sind.

Der Erfolg solcher Programme hängt davon ab, inwieweit die genetische Ausstattung einer Koralle ihre Hitzetoleranz steuert. Der nächste Schritt dieser Forschung besteht daher darin, diese genetischen Unterschiede zu untersuchen.

Selektive Zuchtversuche sind bereits unterwegs, unter Verwendung der hitzebeständigsten Korallen, die in dieser Studie identifiziert wurden.

Wenn es um den Schutz unserer Korallenriffe geht, ist die Reduzierung der Treibhausgasemissionen unabdingbar. Allerdings können Maßnahmen wie selektive Zucht sinnvolle Ergänzungen sein, um den Korallenriffen die bestmögliche Zukunft zu bieten.

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