Farbintensiver Überlebenskampf - wissenschaft.de
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Umwelt+Natur

Farbintensiver Überlebenskampf

Manche Korallen zeigen einen Farbeffekt im Rahmen der Korallenbleiche. (Bild: The Ocean Agency/XL Catlin Seaview Survey)

Einem mysteriösen Phänomen auf der Spur: Forscher haben aufgedeckt, warum geschädigte Korallen manchmal eine leuchtende Farbenpracht entwickeln, statt auszubleichen. Es handelt sich um ein Zeichen dafür, dass sie gegen die tödliche Korallenbleiche ankämpfen. Die Pigmente sollen demnach einen Sonnenschutz für die gestressten Algen-Partner der Korallenpolypen bilden, damit diese Mikrosymbionten bleiben beziehungsweise zurückkehren.

Die Korallengärten der Erde sind faszinierende Naturwunder und bilden Schlüsselelemente in den komplexen Lebensgemeinschaften der Ozeane. Baumeister der filigranen Unterwasserwelten sind Winzlinge: Die Kalkgerüste sind das Werk von Myriaden kleiner Korallenpolypen, die mit ihren feinen Ärmchen Plankton einfangen. Viele Korallenarten ernähren sich aber zusätzlich durch eine Symbiose 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 brauchen.

Ein gespenstisches Schauspiel

In der sogenannten Korallenbleiche spiegelt sich die Zerstörung dieser Partnerschaft wider: Wenn die Algen durch zu hohe Wassertemperaturen oder andere Stressfaktoren beeinträchtigt werden, verlassen sie die Korallenpolypen. Dadurch beginnt das weiße Kalksteinskelett der Korallen immer mehr durch ihr transparentes Gewebe hindurchzuscheinen. Wenn dieser Prozess stark und lang anhaltend ist, sterben die Korallenpolypen schließlich ab und es bleiben nur noch die bleichen „Knochen“ übrig. Die Korallenbleiche legt sich nun immer häufiger wie ein Leichentuch über die Riffe der Erde, warnen Forscher. Schuld daran sind die steigenden Wassertemperaturen im Zuge der globalen Erwärmung.

Das Korallensterben gibt Forschern allerdings noch immer einige Rätsel auf. Ein mysteriöses Phänomen ist dabei eine erstaunliche Farbentwicklung, die Wissenschaftler bei manchen von der Bleiche betroffenen Korallenbeständen festgestellt haben: Statt ihre normale Farbe zunehmend zu verlieren, entwickeln diese Korallen verschiedene noch intensivere Farben. Diesem Effekt habe nun die Forscher um Jörg Wiedenmann von der University of Southampton eine Studie gewidmet. Sie führten dazu eine Reihe von Experimenten in Aquarien durch. Sie setzten Korallen verschiedenen Stressfaktoren aus, wie sie auch in der Natur der Bleiche vorausgehen, um zu untersuchen, wann das Phänomen auftritt. Anschließend analysierten sie, auf welchen Pigmenten die Farbreaktionen basieren.

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Ein Sonnenschutz für die empfindlichen Partner

Wie sie berichten, geht aus ihren Ergebnissen hervor, dass das Phänomen bei Korallen auftritt, die im Gegensatz zu extremen Schädigungen eher Episoden milder oder kurzer Meereserwärmung oder anderer Störungen erlebt haben. Die Polypen reagieren dann mit der Bildung der Farbpigmente. Den Forschern zufolge handelt es sich offenbar um einen Lichtschutz, der eine zusätzliche Stressbelastung der Algen verhindern soll und sie möglicherweise zur Rückkehr ermutigt. „In gesunden Korallen wird ein Großteil des Sonnenlichts von den fotosynthetischen Pigmenten der Algensymbionten aufgenommen. Wenn die Korallen ihre Symbionten verlieren, wird das Licht jedoch zunehmend vom weißen Korallenskelett in das Gewebe der Polypen reflektiert“, erklärt Wiedenmann. Dieser Effekt erhöht somit das interne Lichtniveau und ist für die Symbionten sehr belastend. Es kann daher ihre Lebensbedingungen weiter beeinträchtigen beziehungsweise ihre Rückkehr nach der Normalisierung der Bedingungen verzögern oder sogar verhindern, sagen die Wissenschaftler.

Wenn die Korallenzellen jedoch trotz des Umweltstresses, der das Ausbleichen verursacht hat, noch einige ihrer normalen Fähigkeiten besitzen, können sie die Lichtschutz-Pigmente bilden. Wenn sich dadurch dann die Algenpopulation erholen kann und die Symbionten das Licht für ihre Fotosynthese wieder nutzen, nimmt die übermäßige Strahlung im Inneren der Korallenpolypen ab und die Zellen senken die Produktion der farbigen Pigmente auf ihr normales Niveau, erklären die Wissenschaftler.

Es handelt sich somit um ein ermutigendes Zeichen, wenn es in einem geschädigten Riff plötzlich bunt wird. Wiedenmann und seinen Kollegen berichten in diesem Zusammenhang auch von aktuellen Beobachtungen: Während der großräumigen Korallenbleiche in einigen Gebieten des Great Barrier Reefs im März-April 2020 sind in manchen Bereichen auch die farbigen Phänomene aufgetreten. Somit besteht die Hoffnung, dass zumindest einige Flecken des größten Riffsystems der Welt Erholungsaussichten haben, sagen die Wissenschaftler. Sie betonen allerdings, dass letztlich nur eine deutliche Reduzierung der Treibhausgase auf globaler Ebene und eine nachhaltige Verbesserung der Wasserqualität auf regionaler Ebene die Korallenriffe retten kann.

Quelle: University of Southampton, Fachartikel: Current Biology, doi: 10.1016/j.cub.2020.04.055

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