In einer bahnbrechenden Studie, die diese Woche in Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht wurde , haben Forscher des Hawai?i Institute of Marine Biology (HIMB) an der University of Hawai’i (UH at M?noa) gezeigt, dass Korallenriffe entgegen den meisten Prognosen nicht zwangsläufig dem Untergang geweiht sind, sondern das Potenzial haben, zu überleben und sich im Laufe der Zeit anzupassen, wenn die Kohlendioxidemissionen gedrosselt und lokale Stressfaktoren angegangen werden. Diese Arbeit wurde vom Toonen-Bowen „ToBo“-Labor in Zusammenarbeit mit Partnern an der UH M?noa und der Ohio State University durchgeführt.
In einem Labor auf einer Insel neben den Korallenriffen, die sie untersuchen, haben die HIMB-Forscher 40 experimentelle Systeme, sogenannte „Mesokosmen“, geschaffen, die die Vielfalt und die Umwelt eines Korallenriffs in freier Wildbahn nachahmen. Die Mesokosmen umfassten acht der häufigsten hawaiianischen Korallenarten, Riffsand, Schutt und eine Menagerie von Lebewesen, die dazu beitrugen, eines der vielfältigsten Ökosysteme der Erde darzustellen. Zwei Jahre lang setzte das Team die Mesokosmen verschiedenen Szenarien mit höheren Temperaturen, höherem Säuregehalt oder einer Kombination aus beiden Ozeanstressoren aus, um zu sehen, wie die Riffgemeinschaften auf zukünftige Klimaszenarien reagieren würden.
„Wir haben die acht häufigsten Korallenarten in Hawaii einbezogen, die etwa 95 % der Korallenbedeckung der hawaiianischen Riffe ausmachen, sowie viele der häufigsten Korallenarten im Pazifik und im Indischen Ozean“, erklärt Christopher Jury, Postdoktorand am HIMB und Hauptautor der Studie. „Wenn wir verstehen, wie diese Arten auf den Klimawandel reagieren, sollten wir besser verstehen, wie sich die hawaiianischen und anderen indopazifischen Riffe im Laufe der Zeit verändern werden und wie wir Ressourcen besser verteilen und für die Zukunft planen können.“
Riffstrukturen bilden sich im Laufe der Zeit durch einen Prozess, der als „Kalzifizierung“ bezeichnet wird. Dabei bauen einzelne Korallenorganismen – oder Polypen – ihre eigenen Skelette, indem sie ein Salz namens Kalziumkarbonat absondern, das zu Kalkstein wird. Korallenriffe werden auf natürliche Weise von einer Vielzahl von Arten erodiert. Wenn sich das Gleichgewicht zwischen Riffproduzenten und Rifferodierern verschiebt, könnten Korallenriffe verschwinden und die enorme Artenvielfalt, die auf Korallenriffen lebt, hätte keinen Lebensraum mehr.
Während das ToBo-Laborforschungsteam die Temperatur- und Säurewerte in den Mesokosmen kontrollierte, maß es die Kalkbildungsreaktionen der acht Korallenarten, der Riffgemeinschaften und der Artenvielfalt dieser Systeme. Ihre Ergebnisse waren völlig unerwartet.
„Diese experimentellen Riffgemeinschaften blieben als neue Riffgemeinschaften bestehen, anstatt zusammenzubrechen“, erklärt Jury. „Das war ein sehr überraschendes Ergebnis, da fast alle Prognosen zur Zukunft der Riffe darauf schließen lassen, dass die Korallen fast vollständig abgestorben sein sollten, die Riffgemeinschaften eine Netto-Karbonatauflösung erlebt hätten und die Artenvielfalt der Riffe zusammengebrochen sein sollte. Nichts davon ist in dieser Studie passiert.“
Ihre Ergebnisse sind einzigartig, ebenso wie die Herangehensweise des ToBo-Labors zur Untersuchung ihres Themas.
„Anstatt uns nur auf eine oder zwei Arten isoliert zu konzentrieren, haben wir die gesamte Vielfalt der Riffarten von Mikroben über Algen, Wirbellose bis hin zu Fischen unter realistischen Bedingungen untersucht, die sie in der Natur vorfinden würden“, bemerkt Rob Toonen, Co-Direktor des Graduiertenprogramms für Meeresbiologie der UH, HIMB-Professor und Ruth Gates-Stiftungslehrstuhl sowie Co-Seniorautor der Studie. „Diese realistischeren Mesokosmos-Experimente helfen uns zu verstehen, wie sich Korallenriffe im Laufe der Zeit verändern werden.“
Diese Erkenntnisse legen nahe, dass der Schutz der Korallen in einer sich verändernden Welt möglich ist, für den Fortbestand dieser einzigartigen Ökosysteme jedoch dringendes Handeln erforderlich ist.
https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2407112121
Credits
André Seale
