Korallen können darauf “trainiert” werden, Hitzestress zu tolerieren

Eine neue Studie unter der Leitung von Forschern der University of Miami (UM) Rosenstiel School of Marine and Atmospheric Science ergab, dass Korallen, die im Labor 90 Tage lang einer stressigen Temperaturbehandlung unterzogen wurden, toleranter gegenüber erhöhten Wassertemperaturen sind.

Diese Ergebnisse bieten Wissenschaftlern, die sich mit der Restaurierung von Korallen befassen, einen neuen Ansatz, um die Erfolgsquote bei der Anpflanzung von Hirschhornkorallen in geschädigten Riffen zu erhöhen, da der Klimawandel die Meerestemperaturen weiter ansteigen lässt, was zu häufigeren Korallenbleichen führt. Die Hirschhornkoralle (Acropora cervicornis) ist in ganz Südflorida und der Karibik ausgestorben und steht auf der Liste der gefährdeten Arten.

Während bei früheren Experimenten zur “Stresshärtung” von Korallen kurzfristige Temperaturen verwendet wurden, untersuchte das Team der UM Rosenstiel School die Auswirkungen einer langfristigen, variablen Behandlung, bei der die Temperaturen für einen kurzen Zeitraum, zweimal pro Tag, ein stressiges Niveau erreichten.

Dieses “Training” ist vergleichbar mit der Vorbereitung eines Sportlers auf ein Rennen”, so die Hauptautorin der Studie, Allyson DeMerlis, Doktorandin an der UM Rosenstiel School. “Wir konnten nachweisen, dass diese Temperaturbehandlung die Widerstandsfähigkeit der Korallen gegenüber Hitzestress erhöhen kann”.

Zur Durchführung des Experiments sammelten DeMerlis und Wissenschaftler des Atlantic Oceanographic and Meteorological Laboratory der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) und des Cooperative Institute for Marine and Atmospheric Studies der UM Korallenfragmente von sechs verschiedenen genetischen Individuen der karibischen Hirschhornkoralle aus der Korallenschule Rescue a Reef der UM Rosenstiel School und teilten sie nach dem Zufallsprinzip einer von drei Gruppen zu: (1) Feldkontrolle, (2) Laborkontrolle und (3) variable Temperaturbehandlung. Die Laborkontroll- und die mit variabler Temperatur behandelten Korallen wurden einer dreimonatigen Behandlung unterzogen, wobei die Laborkontrollen bei konstanten 28 Grad Celsius gehalten wurden, während die mit variabler Temperatur behandelten Korallen drei Monate lang zweimal täglich schwankenden Temperaturen zwischen 28 und 31 Grad Celsius ausgesetzt waren.

Die Wissenschaftler maßen dann fotografisch das Fortschreiten der Bleiche sowie die Anzahl der Tage, die eine Koralle dem thermischen Stress ausgesetzt war, bevor sie ausbleichte. Sie fanden heraus, dass die Behandlung mit variabler Temperatur die Ausdauer der Korallen bei thermischem Stress deutlich verbesserte, und zwar in der Größenordnung von mehreren Tagen im Vergleich zu den unbehandelten Korallen. Darüber hinaus stellten sie fest, dass unbehandelte Korallen schneller krankheitsähnlichen Anzeichen von Gewebeverlust erlagen.

Die Ergebnisse zeigen, dass die Behandlung mit variablen Temperaturen im Labor für die Pflege von Hirschhornkorallen vorteilhafter ist als die herkömmlichen statischen Temperaturen. Dies könnte sich in der Praxis auf die Restaurierung von Korallen auswirken, insbesondere bei der Bestimmung von Standorten, an denen die Korallenaufzucht und -auspflanzung stärkeren Temperaturschwankungen ausgesetzt werden kann.

“Wir sind leider an einem Punkt angelangt, an dem ein aktives Eingreifen und eine Wiederherstellung notwendig sind, um sicherzustellen, dass wertvolle Korallenriffe auch für kommende Generationen erhalten bleiben”, sagte Ian Enochs, Hauptautor der Studie und Korallenforscher am Atlantic Oceanographic and Meteorological Laboratory, Ocean Chemistry and Ecosystems Division der NOAA. “Wir wollen die Effizienz und Wirksamkeit dieser Bemühungen erhöhen und letztlich sicherstellen, dass die Korallen, die wieder in ein Riff eingesetzt werden, die größten Chancen haben, die stressigen Bedingungen zu überstehen, denen sie in Zukunft ausgesetzt sein werden.”

“Unsere Ergebnisse sind ein Hoffnungsschimmer für die ungewisse Zukunft der Korallen, da wir eine Behandlung gefunden haben, mit der wir ihre Toleranz gegenüber Hitzestress erhöhen können”, so DeMerlis.

Die Studie wurde durch einen Zuschuss des NOAA Coral Reef Conservation Program unterstützt.

Datum: März 2, 2022
Quelle: University of Miami Rosenstiel School of Marine & Atmospheric Science


Journal Reference:

  1. Allyson DeMerlis, Amanda Kirkland, Madeline L. Kaufman, Anderson B. Mayfield, Nathan Formel, Graham Kolodziej, Derek P. Manzello, Diego Lirman, Nikki Traylor-Knowles, Ian C. Enochs. Pre-exposure to a variable temperature treatment improves the response of Acropora cervicornis to acute thermal stressCoral Reefs, 2022; DOI: 10.1007/s00338-022-02232-z

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