Die Korallen der Welt leben am Rande. Sie brauchen warmes Wasser und viel Sonnenlicht, um die mit ihnen lebenden symbiotischen Algen zu füttern. Aber wenn es zu heiß wird, beginnen diese Algen Giftstoffe zu produzieren und die Korallen schleudern diese aus. Dadurch töten sie sich selbst und produzieren das sogenannte „Coral Bleaching“. Und während der Klimawandel die Ozeane erwärmt, wird überschüssiges Kohlendioxid im Wasser absorbiert und bildet es Wissenschaftler befürchten, dass Korallen nicht mehr lange halten, da sie immer saurer und weniger korallenfreundlich sind.
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Eine neue wissenschaftliche Studie bietet jedoch einen kleinen Hoffnungsschimmer: Eine Art Tischkoralle ( Acropora hyacinthus ) aus dem Pazifik hat eine ausgeprägte Anpassungsfähigkeit an wärmeres Wasser bewiesen.
Organismen haben einige Möglichkeiten, mit Umweltveränderungen wie dem Klimawandel umzugehen. Sie können sich in Gebiete mit Bedingungen bewegen, die denen ähneln, die sie gewohnt sind. Oder sie können sich zu Hause an die neuen Bedingungen gewöhnen oder sich genetisch an sie anpassen. Wenn eine Art nicht in der Lage ist, eine oder mehrere dieser Optionen zu verwenden, können sie aussterben. Der Klimawandel vollzieht sich jedoch so schnell, dass Wissenschaftler befürchten, Organismen wie Korallen könnten nicht schnell genug reagieren, um Schritt zu halten.
Die neue Studie hat ergeben, dass mindestens eine Korallenart mit der höheren Hitze zurechtkommt. "Während sich die Umwelt erwärmt, werden sich [Korallen] anpassen und entsprechend weiterentwickeln", sagt der Hauptautor der Studie, der Meeresökologe der Stanford University, Stephen Palumbi. Aber die Fähigkeit von Korallen, sich an immer wärmeres Wasser anzupassen, könnte irgendwann aufhören, warnt er. "Was wir nicht wissen, ist, wie weit dieser Prozess gehen kann und wo es maximal wird."
Palumbi und seine Kollegen untersuchten A. hyacinthus- Korallen, die vor der Insel Ofu im Nationalpark von Amerikanisch-Samoa leben. Diese Art ist einer der Hauptbauer der Riffe auf Ofu Island und besonders anfällig für Umweltbelastungen wie hohe Hitze. Einige dieser Korallen gedeihen jedoch an Orten, an denen das Wasser zwischen 29 ° C und 35 ° C schwankt, letztere bei Ebbe und starker Sonne. Die Korallen müssen in dieser Hitze nicht lange überleben - nur ein paar Stunden, bis die Flut steigt -, aber diese Bedingungen sollten außerhalb der normalen Toleranz des Organismus liegen. Die Forscher wollten herausfinden, wie diese Korallen überleben.
Sie begannen damit, Korallen aus Gebieten zu entnehmen, in denen die Temperaturen stark schwanken, und sie in Gewässer zu verpflanzen, in denen die Temperatur selten über 32 ° C stieg. Sie verpflanzten auch Korallen in die andere Richtung, nahmen sie aus dem weniger variablen Pool und ließen sie in dem Wasser wachsen, das jeden Tag sehr heiß wurde. Siebenundzwanzig Monate nach den Transplantationen testeten die Forscher die Fähigkeit der Korallen, Hitze zu ertragen.
Korallen aus den Gewässern, die unter 21 ° C blieben, gewöhnten sich etwas an die höheren, variableren Wärmebedingungen, obwohl sie niemals so hitzeverträglich waren wie die in den schwankenden Gewässern heimischen Korallen. Palumbis Team untersuchte dann die Genetik der Korallen - welche Gene sie trugen und inwieweit Zellen diese Gene verwendeten (Genexpression).
Die Forscher stellten fest, dass bei der Transplantation der Korallen einige Veränderungen in der Genexpression auftraten. Das liegt daran, dass die Korallen Gene aktivierten, die sie hatten, aber bis dahin nicht brauchten.
"Wir finden aber auch einige Gene, die sich zwischen Korallen aus den beiden verschiedenen Lebensräumen unterscheiden", sagt Palumbi. „Es hat nichts damit zu tun, wo die Korallen leben. Das hat nur damit zu tun, woher die Korallen stammen. “Diese Unterschiede sind wahrscheinlich das Ergebnis einer genetischen Anpassung, die vor langer Zeit stattgefunden hat, sagt er.
Palumbi beschrieb diese Prozesse in seinem kürzlich erschienenen Buch The Extreme Life of the Sea, das er mit seinem Sohn Anthony schrieb:
Durch dreitägiges Erhitzen wird eine Batterie mit 250 verschiedenen Stressgenen in der typischen Koralle aktiviert. In der Ofu-Lagune halten die Korallen etwa 60 dieser „Wärmegene“ ständig mit hoher Kapazität in Betrieb. Einige dieser Korallen scheinen mit eingeschalteten Wächtergenen geboren zu sein, andere jedoch nur, wenn sie von Wissenschaftlern in die heißeste Region des Riffs gebracht werden. Einige aktivieren niemals die entscheidenden Gene; Diese Kolonien sterben einfach. Das kumulative Ergebnis ist eine kleine Gruppe von Überlebenden, die in einer kleinen Backreef-Lagune mit einem Durchmesser von einer Viertelmeile gedeihen und in der intensiven Sonne und Hitze wachsen.
Die Fähigkeit, mit wärmerem Wasser umzugehen, sei daher eine Kombination aus Akklimatisierung und genetischer Anpassung, sagt Palumbi. Und es ist möglich, dass andere Korallenarten vor Samoa und vielleicht auf der ganzen Welt eine Mischung dieser Ansätze anwenden können, um zu überleben, wenn die Temperaturen steigen und die Ozeane saurer werden.
Aber eine solche Anpassung und Eingewöhnung werde "nicht das gesamte Problem lösen", sagt Palumbi. Irgendwann wird das Wasser zu heiß oder zu sauer, als dass selbst die schwersten Korallen überleben könnten. Korallen werden "auch in Zukunft ernsthaft vom Klimawandel betroffen sein". Ihre Fähigkeit zu einer gewissen Toleranz gegenüber Hitze wird "ihnen wahrscheinlich mehr Zeit geben", sagt er.
Und die Menschen könnten diese Zeit nutzen, um Änderungen vorzunehmen, die die schlimmsten potenziellen Auswirkungen des Klimawandels begrenzen würden, sagt er. „Im Moment sind wir in einer Position, in der sowohl Säure- als auch Temperaturkorallen Probleme haben, weil [diese Bedingungen] sich bereits geändert haben. Aber sie sind nicht so schlimm, dass [Korallen] nicht überleben können “, bemerkt er. "Die Fähigkeit von Korallen, einigen Erwärmungsgraden standzuhalten, gibt uns die Zeit, die wir zur Lösung des Problems benötigen" und begrenzt den möglichen Schaden durch das Pumpen von Treibhausgasen in die Atmosphäre.
