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Schweizer erfindet Fitness-Programm für geschädigte Korallenriffe
Ethan Daniels/Shutterstock.com
Oliver Selmoni, Doktorand am Laboratorium für Geographische Informationssysteme (LASIG) der ETH Lausanne (EPFL), untersuchte, warum einige Korallen besser gewappnet sind gegen die berüchtigte Korallenbleiche als andere. Er wandte die Prinzipien der Umweltgenomik an, um diese Anpassungsfähigkeit zu charakterisieren. Selmoni kam zum Schluss, dass Korallen umso anpassungsfähiger sind, je länger sie schädlichen Einflüssen – im Fall der Korallenbleiche zu hoher Wassertemperatur – ausgesetzt sind. Und dass sie ihre Robustheit genetisch weitergeben können, so dass ihre Nachkommen geschädigte Korallenriffe wiederaufforsten können.
Um zu bestimmen, was einige Korallen besser in die Lage versetzt, steigenden Temperaturen zu widerstehen, verglich er die Werte aus der genetischen Analyse von Korallenproben mit den von Satelliten erfassten Meerestemperaturdaten. Nachdem er seine Methode auf bereits existierende Daten über eine Korallenart in Japan angewandt hatte, reiste Selmoni nach Neukaledonien, um eine neue Studie von Grund auf aufzubauen. Er sammelte seine eigenen Korallenproben mit Hilfe der in Nouméa ansässigen Wissenschaftler des Institut de Recherche pour le Développement (IRD).
Zweitlängstes Korallenriff
Neukaledonien ist die Heimat des zweitlängsten Korallenriffs der Welt, das sich auf über 1000 Kilometer ausdehnt und seit 2008 zum Unesco-Welterbe gehört. Dieses relativ kompakte Ökosystem ist dramatischen Kontrasten in den Umweltbedingungen ausgesetzt, was es zu einem idealen Kandidaten für die Untersuchung der Klimaanpassung macht.
Simonis Studie zielte darauf ab, zwei Hypothesen zu testen. Die erste ist, dass die Korallenpopulationen lernen, sich an wärmere Meere anzupassen, nachdem sie über viele Jahre anhaltenden Hitzestress erfahren haben. «Je länger höhere Temperaturen andauern, desto wahrscheinlicher ist es, dass sich klimaresistente Merkmale entwickeln und von Generation zu Generation weitergegeben werden», erklärt Selmoni.
Die zweite Hypothese bezieht sich auf die Konnektivität: Korallen vermehren sich, indem sie Larven ins Wasser freisetzen, die dann von den Meeresströmungen mitgerissen werden. «Korallen sind für ihr Überleben auf nahe gelegene Populationen angewiesen. Wenn ein Riff durch Umweltstressoren oder menschliche Aktivitäten zerstört wird, werden Larven von anderswo benötigt, um die Wiederbesiedlung anzukurbeln», fügt er hinzu. Die Feldbeobachtungen bestätigten seine Konnektivitäts- und Anpassungshypothesen.
«Wir konzentrierten uns auf drei Flaggschiff-Korallenarten des Pazifiks, die anfällig für Ausbleichen und relativ leicht zu finden sind», erinnert er sich. «Es war ein riesiges Unterfangen: 3000 Kilometer auf der Strasse und weitere 1000 Kilometer mit dem Boot!»
«Wie erwartet, beobachteten wir eine Korrelation zwischen der Wahrscheinlichkeit der Anpassung und einer verlängerten Aussetzung an hohen Hitzestress. Umgekehrt zeigten Korallen an Standorten, an denen noch nie Hitzestress aufgetreten war, keine klimaadaptiven Eigenschaften», erklärt Selmoni.
Reservate und robuste Züchtungen
Die in der Studie entwickelten Karten könnten dazu verwendet werden, neue Meeresschutzgebiete (Marine Protected Areas, MPAs) einzurichten: Zonen, in denen Fischerei, Tourismus, Industrie und andere menschliche Aktivitäten eingeschränkt sind und in denen durch die Vernetzung hitzebeständige Korallenstämme die Riffe rund um den Archipel besiedelt werden könnten.
Eine andere Option könnte darin bestehen, klimaangepasste Korallen auszuwählen und zu züchten und sie dann in nahe gelegene Riffe zu verpflanzen, die weniger in der Lage sind, steigenden Temperaturen zu widerstehen. Dadurch würde der Prozess der natürlichen Selektion beschleunigt.
«Mit der Zeit können diese robusteren Stämme dazu beitragen, beschädigte Riffe wieder aufzubauen oder bestehende Korallenpopulationen widerstandsfähiger gegen das Ausbleichen zu machen», fügt Selmoni hinzu.