Indopazifische Korallen bieten einer Vielzahl von Fischarten in Palau, Mikronesien, Schutz. ifish / E+ / Getty Images
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Da die Klimakrise zu einem Anstieg der globalen Temperaturen und anderen Veränderungen in unserer Umwelt führt, sind Korallen auf der ganzen Welt betroffen. Korallen im Atlantik gehören zu denen, die einen starken Rückgang erlebt haben, während es denen im Indischen und Pazifischen Ozean besser ergangen ist.
In einem neuen lernenbeschrieb ein internationales Forscherteam unter der Leitung der Pennsylvania State University (Penn State) fünf neue Algenarten der Symbiodiniacean-Gattung Cladocopium die eine symbiotische Beziehung mit Korallen haben. Sie fanden heraus, dass die Assoziationen der Algen mit Korallen im Indopazifik möglicherweise flexibler und widerstandsfähiger gegenüber wärmeren Meerestemperaturen sind als die mit Korallen im Atlantik.
„Die Existenz weit verbreiteter Arten mit der Fähigkeit, verschiedene oder variable Umgebungen zu ertragen, ist für die ökologische und genetische Forschung und Erhaltung von Bedeutung. Solche „ökologischen Generalisten“ verfügen eher über wichtige Anpassungen, die es ihnen ermöglichen, die physiologischen Herausforderungen des raschen Klimawandels besser zu tolerieren“, schreiben die Autoren der Studie.
Die Studie „Formale Anerkennung von Wirtsgeneralistenarten von Dinoflagellaten (CladocopiumSymbiodiniaceae) wechselseitig mit indo-pazifischen Riffkorallen“, wurde in veröffentlicht Zeitschrift für Physiologie.
Korallenriffe bestehen aus Kalziumkarbonat, das von Kolonien von Korallentieren produziert wird, in deren Gewebe konzentrierte Algenpopulationen leben. Die Forscher bezeichneten diese photosynthetischen Algen aus der Familie der Symbiodiniaceae als “Symbionten”, eine Penn State Pressemitteilung genannt.
Wenn Umweltbedingungen wie die Erwärmung der Ozeane dazu führen, dass die empfindliche Beziehung zwischen den Korallentieren und den Algen zusammenbricht, kann dies zum Ausbleichen der Korallen führen. Abhängig von der Dauer und Intensität der stressigen Meeresbedingungen können sich Korallen von einem Bleichereignis erholen, aber es kann auch zum Tod der Kolonie führen.
„Die Korallenbleiche betrifft nicht nur die Korallen selbst, sondern auch ganze Ökosysteme von Organismen – von Wirbellosen wie Seeigeln und Langusten bis hin zu Wirbeltieren wie Fischen und Meeresschildkröten“, sagte Todd LaJeunesse, Professor für Biologie an der Penn State University die Pressemitteilung. „Es ist wichtig, die Biologie von Korallen und ihren Symbionten zu untersuchen, damit wir vorhersagen können, wie sie auf zukünftige Umweltveränderungen reagieren werden, insbesondere auf die Erwärmung der Ozeane.“
LaJeunesse wies darauf hin, dass nicht alle Korallen und Symbionten gleich auf die Erwärmung der Ozeane reagieren. Dies liegt an der Vielfalt der Arten, von denen jede ihre eigenen Eigenschaften hat. LaJeunesse sagte, dass die Menschen erst vor kurzem zu schätzen begannen, wie vielfältig Symbiontenarten sind und welche wichtige Rolle sie für die Widerstandsfähigkeit von Korallen spielen.
„Wissenschaftler haben zuvor alle Symbionten in ein paar große Gruppen zusammengefasst“, sagte LaJeunesse in der Pressemitteilung. „Die Arbeit meines Labors in den letzten Jahren bestand darin, einzelne Arten von Symbionten zu beschreiben, damit wir wissen, womit wir es zu tun haben. Ohne diese Informationen kann man die Ökologie, Physiologie und Biogeographie von Korallen wirklich nicht angemessen studieren.“
Bei ihrer Forschung fand das Wissenschaftlerteam heraus, dass einige Symbiontenarten Spezialisten sind und nur Beziehungen zu einer oder wenigen Korallenarten haben können, die als ihre Wirte fungieren. Andere sind Generalisten und können viele Korallenarten als Wirte haben.
Das Forschungsteam entdeckte, dass die indopazifischen Korallen symbiotische Beziehungen zu Generalisten haben, während einige der anderen Korallen – insbesondere die aus der Karibik – sich mit Spezialisten verbinden. Da die karibischen Korallen von weniger Symbiontenarten abhängig sind, sind sie möglicherweise anfälliger für Umweltveränderungen als die im Indopazifik.
LaJeunesse sagte, dass die von den Forschern beschriebenen Symbiontenarten, da sie für so viele Korallenarten und Korallenriffökosysteme, die riesige geografische Gebiete abdecken, von wesentlicher Bedeutung sind, „die Korallengemeinschaften dominieren könnten, wenn die Ozeane der Erde warm werden und empfindlichere Symbionten aussterben“.
Während ihrer Studie sammelte das Forschungsteam Korallenproben von Riffen in Thailand, den Phoenix-Inseln, Palau, Neukaledonien, Sansibar in Tansania und dem Great Barrier Reef in Australien. Anschließend extrahierten sie die Symbionten und identifizierten fünf Arten, die sich durch Sequenzierung ihrer DNA mit vielen Arten von Korallenwirten assoziieren können.
„Es ist schwierig, über Dinge zu kommunizieren, von denen wir nichts wissen oder für die wir nicht einmal einen Namen haben“, sagte Caleb Butler, ein Doktorand der Biologie an der Penn State University und Erstautor der Abhandlung, in der Pressemitteilung. „Wenn wir eine Art formell beschreiben, geben wir diesen Organismen einen Namen, helfen dabei, eine Identität aufzubauen, über die wir sprechen können, und ermöglichen es uns, frühere Studien mit zukünftiger Forschung zu verbinden. Die von uns beschriebenen Organismen sind weit verbreitet, und da sich die Ozeane erwärmen, werden sich diese thermisch toleranten Generalisten wahrscheinlich auf neue Korallengemeinschaften ausdehnen. Das Erkennen dieser unterschiedlichen Arten ermöglicht eine fundierte Erforschung ihrer Ökologie und dann die Fähigkeit, genau über die Auswirkungen unserer Ergebnisse zu kommunizieren.“
Matthew Nitschke, Forschungswissenschaftler vom Australian Institute of Marine Science, sagte Symbionten in der Gattung Cladocopium sind besonders artenreich, aber nur wenige wurden erfolgreich kultiviert.
„Eine der vom Team beschriebenen Arten, C. proliferum, kann in einem Reagenzglas kultiviert werden, was einen erheblichen Fortschritt beim Verständnis der Mechanismen ermöglicht, die der Korallen-Algen-Symbiose zugrunde liegen, und sie ist zu einer Modellart für solche Forschungen in Australien geworden. Unser australisches Team unter der Leitung von Professor Madeleine van Oppen verwendet derzeit C. proliferum-Kulturen in der Forschung und Entwicklung zur Wiederherstellung von Riffen, wobei der Schwerpunkt darauf liegt, wie diese Algensymbionten zur Hitzetoleranz von Korallen beitragen“, sagte Nitschke in der Pressemitteilung.
