Die Korallenriffe im Golf von Eilat (auch bekannt als Golf von Akaba) haben sich als besonders widerstandsfähig gegenüber der globalen Erwärmung, den steigenden Wassertemperaturen und den Bleichereignissen erwiesen, die ihre Gegenstücke in anderen Teilen der Welt lahmlegen. Die Ergebnisse einer Langzeitstudie eines internationalen Teams von Meeres- und Datenwissenschaftlern, die soeben in der Fachzeitschrift Global Change Biology veröffentlicht wurden, bestätigen jedoch eine andere Bedrohung für dieses Korallenrefugium im Süden Israels: Die massive Stadtentwicklung in der Nähe der Golfküste fordert einen verheerenden Tribut von der lokalen Meeresumwelt.
Ein ganzes Jahr lang untersuchten die Forscher, ob und wie die Verstädterung den natürlichen Biorhythmus der Korallen stört und ob die Verstädterung ein übersehener Faktor sein könnte, der zum weltweiten Korallensterben beiträgt. Natürliche Biorhythmen sind für den Stoffwechsel, das Wachstum und die Reproduktionszyklen von Korallen verantwortlich.
Dr. Yaeli Rosenberg leitete zusammen mit Prof. Oren Levy, dem Direktor des Meereslabors an der Mina und Everard Goodman Fakultät für Biowissenschaften der Bar-Ilan Universität, das Team, zu dem auch Dr. Shahar Alon (Fakultät für Ingenieurwissenschaften der Bar-Ilan Universität), das Labor von Prof. Aldo Shemesh und der Leiter der Korallenforschungsgruppe gehörten. Das Labor von Aldo Shemesh (Weizmann Institute of Science), die Bioinformatic Services Unit (Universität Haifa), das Labor von Prof. Chris Voolstra (Universität Konstanz, Deutschland) und das Labor von Prof. David Miller (ARC Centre of Excellence der James Cook University in Queensland, Australien).
Es wurden zwei Standorte im Golf von Eilat, an der Nordspitze des Roten Meeres, beprobt – einer in unmittelbarer Nähe der Stadt Eilat, der andere weiter entfernt. Wie jede Stadt emittiert auch Eilat verschiedene Formen von chemischer, Licht-, Hormon- und Lärmbelastung, die für die Meeresumwelt schädlich sein können.
Das ganze Jahr über hat das Team die Riffe zu verschiedenen Mondphasen und Tageszeiten beprobt, um tägliche, monatliche und saisonale biologische Zyklen zu erfassen. Zahlreiche Techniken wie RNA-Expression, physiologische Studien, Messungen stabiler Isotope und Mikrobiomanalysen wurden eingesetzt, um zu verstehen, wie die Urbanisierung den Biorhythmus verändert.
Trotz des relativ gesunden Aussehens der Korallen entdeckten die Forscher, dass der natürliche Biorhythmus und die Umweltsensorik der Korallen, die in der Nähe der Stadt Eilat leben, erheblich gestört sind. Die Tages- und Mondzyklen, die mit dem Stoffwechsel der Korallen, der Prädation, der mikrobiellen Funktionsvielfalt und den Funktionen der zirkadianen Uhr zusammenhängen, wurden durch die städtischen Bedingungen gestört. Auch im Mikrobiom der städtischen Korallenpopulation wurden veränderte saisonale Muster beobachtet, was auf die Auswirkungen der Urbanisierung auf den Holobionten (den gesamten Organismus) und nicht nur auf den Korallenwirt hinweist.
„Oberflächlich betrachtet scheinen die Korallen gesund zu sein, aber wenn man tiefer blickt als das bloße Auge, sieht man die starken Auswirkungen der Urbanisierung sehr deutlich“, sagt Rosenberg. „Die Unterbrechung der täglichen und monatlichen Zyklen führte zu geringeren physiologischen Leistungen und Reproduktionszyklen, die bei den städtischen Korallen verschwanden“, fügt Levy hinzu. Im Gegensatz dazu sahen die Korallen am nicht-städtischen Standort gesund aus und ihr Biorhythmus zeigte normale Zyklen während der Probenahmezeiträume.
Levy betont, dass Wissenschaftler an der Bewertung der potenziellen Auswirkungen der Urbanisierung auf Meeresgebiete beteiligt werden müssen, bevor Entscheidungen über die Entwicklung von Städten getroffen werden.
Levy, der sich in seiner Forschung auch mit den biologischen Rhythmen von Meerestieren befasst, arbeitet derzeit an einem Bericht über die Auswirkungen der weltweiten Lichtverschmutzung auf die Meeresumwelt. Da es Hinweise darauf gibt, dass die Verstädterung zum weltweiten Korallensterben beiträgt, plant er, die Kombination von sensorischen Schadstoffen (Chemikalien, Lichtverschmutzung, Hormone und Lärm) auf Korallenriffe zu untersuchen, um festzustellen, welche Schwellenwerte der Verschmutzung sie verkraften können.
Diese Forschung wurde durch ein Stipendium der israelischen Wissenschaftsstiftung für Levy unterstützt.
Datum: März 23, 2022
Quelle: Bar-Ilan Universität
Journal Reference:
- Yaeli Rosenberg, Noa Simon‐Blecher, Maya Lalzar, Ruth Yam, Aldo Shemesh, Shahar Alon, Gabriela Perna, Anny Cárdenas, Christian R. Voolstra, David J. Miller, Oren Levy. Urbanization comprehensively impairs biological rhythms in coral holobionts. Global Change Biology, 2022; DOI: 10.1111/gcb.16144