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Erde+Klima

Alte und krisenfeste Freundschaft

Diese Nahaufnahme zeigt Orbicella - eine wichtige riffbildende Koralle in der Karibik. Die Art und ihre Symbiose mit Algen wurde ausführlich untersucht. (Credit: Robin T. Smith)

Die faszinierende Partnerschaft von Korallen und Algen hat geradezu monumentale Bedeutung: Das Team bildet die gigantischen Korallenriffe unseres Planeten. Eine Studie dokumentiert nun, dass die Symbiose zwischen den beiden Lebewesen deutlich älter und vielfältiger ist als bisher gedacht. Sie entstand demnach schon vor rund 160 Millionen Jahren. Die „Ehe“ hat folglich bereits einige Krisen überstanden. Dies lässt hoffen, dass die Partnerschaft trotz der enormen Schäden auch die aktuellen Klimaveränderungen letztlich überleben wird, sagen die Forscher.

Korallenriffe gehören zu den größten Strukturen, die Lebewesen auf der Erde geschaffen haben. Als Heimat vieler Organismen bilden sie ein Schlüsselelement des Lebens in den Ozeanen und besitzen damit eine enorme Bedeutung im Rahmen der komplex verknüpften Systeme unseres Planeten. Die Baumeister der gigantischen Korallengärten sind indes winzig: Die bizarren Kalkgerüste sind das Werk von Myriaden kleiner Korallenpolypen, die in Röhren auf der Oberfläche der Korallenäste sitzen und mit feinen Ärmchen Plankton fangen. Viele Korallenarten, die in der Nähe der Wasseroberfläche leben, ernähren sich aber zusätzlich durch eine Partnerschaft mit Algen: Die Einzeller leben im Körper der Nesseltiere und gewinnen dort aus Sonnenlicht Energie. Von den gebildeten Kohlenstoffverbindungen geben sie den Polypen etwas ab und bekommen von ihnen im Gegenzug alles andere, was sie zum Leben benötigen. Es handelt sich um eine Symbiose, auf der letztlich die enorme Leistungsfähigkeit der Korallen beim Bau der Riffe beruht.

Wie alt ist die Partnerschaft?

Im Rahmen der Erforschung der Korallen-Algen-Symbiose ging man bisher von einer vergleichsweise jungen Beziehung aus. „Frühere Schätzungen setzten den Beginn dieser symbiotischen Beziehungen vor 50 bis 65 Millionen Jahren an“, sagt Todd LaJeunesse von der Pennsylvania State University. Um genauere Informationen über die Wurzeln der Symbiose zu bekommen, haben er und seine Kollegen nun nach Hinweisen im Erbgut der Algenpartner der Korallen gesucht. Anhand bestimmter genetischer Merkmale sind Rückschlüsse möglich, wie alt bestimmte Anpassungen sind – beispielsweise an eine Symbiose. Neben genetischen Analysen haben sie die Algen verschiedener Korallen auch Untersuchungen mittels Licht und Elektronenmikroskopie unterzogen, um mehr Informationen zur Artenvielfalt der Untermieter in den Zellen der Polypen zu bekommen.

Wie die Forscher berichten, zeichnete sich in ihren Untersuchungen ab: Die modernen Korallen und ihre Algenpartner sind schon seit der Zeit der Dinosaurier vor etwa 160 Millionen Jahren miteinander verbunden – 100 Millionen Jahre früher als bisher angenommen. Dieser Befund passt ihnen zufolge auch zu fossilen Funden: „Der Fossilienbestand zeigt, dass die heutigen riffbildenden Korallen vor rund 160 Millionen Jahren in ihrer Vielfalt explodierten“, sagt LaJeunesse. Möglicherweise war dies also mit der Entstehung der Partnerschaft verknüpft.

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In Anbetracht des Alters der Symbiose scheint nun außerdem klar: „Während ihrer langen Existenz hat das Konzept schwere Umweltveränderungen erlebt, aber dank ihrer biologischen Eigenschaften haben es die Partner offenbar geschafft, sich nach jedem Schlag wieder zu erholen“, sagt Co-Autor Christian Voolstra von der King Abdullah Universität in Thuwal. Diese Widerstandsfähigkeit könnte mit der zweiten Entdeckung verknüpft sein, die den Forschern gelungen ist: Die symbiotischen Algen sind deutlich artenreicher als bisher angenommen und könnten dem Symbiose-Konzept dadurch Anpassungsfähigkeit verleihen.

Hoffnungsschimmer in düsteren Zeiten

„Zurzeit sind zahlreiche Algenlinien in nur einer Gattung zusammengefasst“, sagt Co-Autor John Parkinson von der Oregon State University. „Mit unseren genetischen Techniken liefern wir nun allerdings Beweise dafür, dass diese Lebewesen tatsächlich mindestens 15 Gattungen umfassen, darunter Hunderte und möglicherweise Tausende von Arten weltweit“, sagt Parkinson. Das ist wichtig, erklärt er, denn einige Algen-Symbionten haben Eigenschaften, die sie gegenüber Veränderungen in der Umwelt widerstandsfähiger machen als andere Symbionten.

Er bezieht sich dabei auf das Phänomen, das zunehmend die Riffe der Erde bedroht: die Korallenbleiche. Bei diesem Effekt verlassen die symbiotischen Algen in der Folge zu hoher Wassertemperaturen zunehmend die Korallenpolypen, bis diese schließlich absterben. Schon lange warnen Forscher, dass dieser Effekt des Klimawandels die Korallenbestände der Erde stark bedroht. Die aktuellen Studienergebnisse geben nun Hoffnung, dass zumindest einige Arten auch den Veränderungen im Rahmen der globalen Erwärmung standhalten könnten.

Quelle: Pennsylvania State University, Current Biology

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