Anpassungsfähigkeit von großen Korallenriffen an die Klimaerwärmung

Anhand eines Mod­ells und von Dat­en aus dem Feld berech­net eine neue Studie des Leib­niz-Zen­trums für Marine Tropen­forschung (ZMT), inwieweit große Riffe wie das Great Bar­ri­er Reef vor der aus­tralis­chen Küste in der Lage sein wer­den, sich auf lange Sicht der Ozean­er­wär­mung anzupassen.
Viele Steinko­rallen leben in ein­er Sym­biose mit einzel­li­gen Algen, die die Grund­lage für die Entste­hung der großen Koral­len­riffe darstellt. Erst die Pho­to­syn­the­se­pro­duk­te der Algen ver­sor­gen die Koral­len­polypen mit der nöti­gen Energie, um teils meter­ho­he Kalk­ste­in­struk­turen aufzubauen. Wenn die Meer­estem­per­atur die Wärme­tol­er­anz der Lebens­ge­mein­schaft von Korallen und Algen über­steigt, bricht diese Beziehung jedoch zusam­men und führt dazu, dass die Koralle ihre sym­bion­tis­chen Algen abstößt, aus­ble­icht und let­z­tendlich abstirbt.
Für die Zukun­ft der Koral­len­riffe ist es von entschei­den­der Bedeu­tung, ob die Korallen in der Lage sein wer­den, sich aus­re­ichend schnell an die höheren Tem­per­a­turen anzu­passen. Korallen kön­nen auf unter­schiedliche Weise auf die glob­ale Erwär­mung reagieren: etwa indem sie sich in gün­stigeren Leben­sräu­men ansiedeln, sich genetisch adap­tieren oder sich akklimatisieren.
Da die meis­ten Koral­lenarten am Meeres­bo­den fest­sitzen, kann eine Über­sied­lung in küh­lere Meeres­re­gio­nen nur erfol­gen, indem sich die freis­chwim­menden Koral­len­lar­ven neue Regio­nen erobern. Das ist ein sehr langsamer Prozess, der zudem von den vorherrschen­den Strö­mungen bee­in­flusst wird. Auch eine genetis­che Adap­tion, bei der ein Selek­tions­druck die Häu­figkeit von Gen­vari­anten in den aufeinan­der­fol­gen­den Gen­er­a­tio­nen bee­in­flusst, geht oft nur sehr langsam vonstatten.

„Wir sind in unser­er Studie davon aus­ge­gan­gen, dass die Akkli­ma­tisierung Korallen eine größere Chance bietet, sich der glob­alen Erwär­mung anzu­passen. Dabei wan­deln sich als Reak­tion auf Umweltverän­derun­gen die Eigen­schaften eines Indi­vidu­ums inner­halb sein­er Lebenszeit.“
—  Prof. Dr. Agosti­no Meri­co, Wis­senschaftler am ZMT

Die Autoren der Studie entwick­el­ten ein math­e­ma­tis­ches Mod­ell, das es erlaubt, in Kom­bi­na­tion mit Dat­en aus der Feld­forschung die Geschwindigkeit abzuschätzen, mit der sich Koral­lenge­mein­schaften auf natür­liche Weise an die glob­ale Erwär­mung akkli­ma­tisieren kön­nten. In dem Mod­ell set­zten die Forschen­den drei große Rif­fökosys­teme ver­schiede­nen Szenar­ien mit niedri­gen, mit­tleren und hohen CO2-Emis­sio­nen aus: das Great Bar­ri­er Reef in Aus­tralien sowie Riffe der Karibik und des Koral­len­dreiecks in Südostasien.
„Frühere Mod­el­lierungsstu­di­en haben die Möglichkeit der Akkli­ma­tisierung nicht berück­sichtigt“, so Agosti­no Meri­co. „Darüber hin­aus ist wenig über die Geschwindigkeit bekan­nt, mit der Korallen sich akkli­ma­tisieren kön­nen. Das ist aber ein Aspekt, der für zuver­läs­sige Vorher­sagen über die Zukun­ft der Koral­len­riffe bei steigen­den Tem­per­a­turen entschei­dend ist.” Die Mod­ell­sim­u­la­tio­nen ergaben, dass die Akkli­ma­tisierung der Korallen ein gewiss­es Maß an Schutz bieten kann, indem sie den Rück­gang einiger Riffe wie des Great Bar­ri­er Reefs verzögert. Die derzeit­i­gen Akkli­ma­tisierungsrat­en wer­den jedoch nicht aus­re­ichen, um die Korallen langfristig vor der glob­alen Erwär­mung zu schützen. Die Mod­el­lergeb­nisse deuten auf einen erhe­blichen Rück­gang der Koral­lenbestände in einem Zeitraum von 80 bis100 Jahren in allen drei Meeres­ge­bi­eten hin, der je nach Region und dem Kli­mawan­del­szenario zwis­chen 12 % und 55 % liegt.
Korallen sind Leben­sräume für eine Vielzahl ander­er Organ­is­men und erbrin­gen wichtige ökol­o­gis­che Leis­tun­gen für Mil­lio­nen von Men­schen – wie etwa Küsten­schutz, Nahrungsres­sourcen oder Wirk­stoffe für Medika­mente. Ihr Ver­schwinden würde somit ver­heerende Auswirkun­gen für die Men­schheit haben. “Unsere Ergeb­nisse unter­stre­ichen, wie dringlich präzise Schätzun­gen der Fähigkeit und Geschwindigkeit sind, mit der sich Korallen auf natür­liche Weise akkli­ma­tisieren. Dabei soll­ten auch Labor­ex­per­i­mente ein­be­zo­gen wer­den“, meint Agosti­no Meri­co. „Glob­ale Lösun­gen zur Ver­ringerung von Emis­sio­nen, Man­age­ment­maß­nah­men zur Min­imierung lokaler Gefährdun­gen der Riffe und die vom Men­schen unter­stützte Evo­lu­tion bleiben die ulti­ma­tiv­en Strate­gien zum Schutz von Koral­len­rif­f­en“, ergänzt der Forscher.