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Korallen : Nachwuchs in Gefahr

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Richtig bunt leuchtet beim Schnorcheln möglicherweise bald nur noch die Badehose. Steigende Temperaturen schaden den Korallen. Einige wie Elchgeweihkorallen der Gattung Acropora machen sich schon ans Umsiedeln. Bild: Getty

Die bunten Nesseltiere sind überall auf der Welt bedroht. Nun scheint auch noch ihre innere Uhr aus dem Takt geraten - das macht ihnen die Fortpflanzung unmöglich.

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          Wenn Korallen sich fortpflanzen, dann ist das eine spektakuläre Show. „Es sah aus wie ein bunter, kopfüber wirbelnder Schneesturm vor meinen Augen“, beschreibt der israelische Zoologie-Doktorand Tom Shlesinger das Spektakel, das sich ihm in einer Juninacht 2015 an einem Riff im Golf von Aqaba bot. Es war bereits die 15. Nacht, die er unter Wasser ausharrte. Eine Koralle nach der anderen schickte kleine, pinke Pakete aus Eizellen und Spermien ins Wasser. Absolut synchron reihten sich Tausende der Meerestiere in das Schauspiel ein. Da wusste Shlesinger noch nicht, dass solch perfekt orchestrierte Laich-Ereignisse seltener werden. Und auch nicht, dass er in den nächsten fünf Jahren rund dreihundert Nächte unter Wasser verbringen und dabei eine Reihe beunruhigender Entdeckungen machen würde.

          Der Zustand von Korallen ist weltweit kritisch. Steigende Wassertemperaturen, Plastikmüll, Sedimenteintrag, chemische Schadstoffe und die Übersäuerung der Meere bedrohen die Riffe. Doch noch ein Faktor gefährdet ihr Überleben. Bei ihrer Fortpflanzung müssen Korallen absolut synchron vorgehen. Das präzise innere Uhrwerk der Nesseltiere scheint jedoch aus dem Takt geraten zu sein. Davon berichten Shlesinger und seine Kollegen nun in Science. Und sie haben auch eine Vermutung, was hinter der Verschiebung steckt. Immer dringlicher wird die Frage, ob die Korallen noch zu retten sind. Ein Blick in die Vergangenheit zeigt allerdings auch, dass sie, wenn es ums Überleben geht, wahre Kämpfer sind.

          Für viele Korallen kommt jede Hilfe zu spät

          Für viele Riffe kommt jede Hilfe zu spät. Der Hitzestress hat sie bereits in kalkene Friedhöfe verwandelt. Einst farbenfrohe Taucherparadiese bestehen nur noch aus bleichen Skeletten. Sie bleiben zurück, wenn Flachwasserkorallen bei zu hohen Temperaturen ihren Mantel aus winzigen, bunten Algen abwerfen. Diese Untermieter versorgen die Korallen normalerweise mit Nährstoffen. Kühlt sich das Wasser nicht rechtzeitig ab, bleiben die Korallen nackt und sterben auf Dauer ab. Durch wiederholte, dicht aufeinanderfolgende Bleichen in den letzten Jahren sind so bereits große Teile der tropischen Flachwasserriffe zerstört worden. „Ein Drittel der Riffe scheint verloren zu sein“, sagt Reinhold Leinfelder, Paläontologe und Geobiologe an der Freien Universität Berlin. „Ein Drittel ist extrem gefährdet, und einem weiteren Drittel geht es noch einigermaßen gut.“ Dazu zählen eigentlich auch die Korallen im nördlichen Roten Meer, wo Shlesinger forscht. Hohe Temperaturen scheinen ihnen wenig anzuhaben. Deshalb gelten sie als besonders robust.

          Dennoch war Shlesinger im Sommer 2015 mit den meisten Versuchen für seine Doktorarbeit an der Universität Tel Aviv gescheitert. Er wollte herausfinden, wie Umweltveränderungen in das Leben von Korallen eingreifen. Dazu mühte er sich, selbst neue Larven zu züchten. Ein aufwendiges Unterfangen: Die meisten Arten laichen nur einmal im Jahr in einer ganz bestimmten Nacht. Sonneneinstrahlung, Wassertemperaturen, Regen, Wind und Gezeiten legen den Monat fest. Die genaue Nacht ist vom Mondstand abhängig, die genaue Stunde vom Sonnenaufgang. Seine Forschungsarbeit konzentrierte sich deshalb auf wenige Tage im Jahr. Wenn er diesen Zeitpunkt verpasste oder etwas nicht richtig klappte, musste er ein ganzes Jahr warten, um seine Versuche zu wiederholen. Dabei experimentierte er mit unterschiedlichen Korallenarten, doch viele spielten einfach nicht mit. Sie laichten zu anderen Zeitpunkten als bis dahin dokumentiert. „Erst war ich erstaunt über mein andauerndes Scheitern“, sagt Shlesinger. „Dann kam mir der Verdacht, dass dahinter vielleicht mehr stecken könnte.“

          Nächte unter Wasser

          Darum tauchte Shlesinger ab. Nacht für Nacht ging er ins Wasser und lernte die Gewohnheiten der Meerestiere kennen. Er richtete seinen Alltag nach dem Mondzyklus aus, schlief tagsüber, um nachts im Riff sein zu können, und behielt ständig Gezeiten, Wind, Temperatur und Strömungen im Blick. Bald fielen ihm Ungereimtheiten auf: Arten, die im Jahr zuvor bei Vollmond gelaicht hatten, pflanzten sich plötzlich bei Neumond fort. Andere Arten entließen an vielen aufeinanderfolgenden Nächten Samen- und Eizellen ins Wasser. Jede Nacht nur ein paar Korallenkolonien, ganz anders als das synchrone Massenlaichen zuvor.

          Zusammen mit Kollegen ging Tom Shlesinger nun den Unregelmäßigkeiten auf den Grund. Dabei konzentrierten sie sich auf fünf Korallenarten in zwei Gebieten – eines davon vor der besiedelten Küste, ein anderes in einem Naturschutzgebiet. So wollten die Forscher prüfen, ob möglicherweise menschliche Störfaktoren wie Nährstoff- und Sedimenteinträge oder Lichtverschmutzung den natürlichen Fortpflanzungsrhythmus der Korallen stören. Tatsächlich jedoch sind die Laichereignisse an beiden Orten durcheinandergeraten, wie Shlesinger und sein Doktorvater Yossi Loya in „Science“ beschreiben. Das betrifft zumindest drei der fünf beobachteten Arten.

          Die Bedrohung für die Korallen im Roten Meer fällt weniger ins Auge als die verstörenden Geisterriffe, die nach den großen Bleichen zurückbleiben. Doch das genaue Timing bei der Fortpflanzung ist auf lange Sicht überlebenswichtig für die Korallenarten, denn nur wenn viele von ihnen auf einmal ihre Ei- und Samenpakete losschicken, verschmelzen genug Keimzellen und können sich zu Larven entwickeln. Diese treiben in der Strömung mit und siedeln sich auf geeignetem Untergrund in neuen Kolonien an. Laichen nicht mehr alle Korallen gleichzeitig, sinkt die Wahrscheinlichkeit für eine erfolgreiche Befruchtung und Ausbreitung. Das zeigt auch die aktuelle Studie: Nur die Populationen der Arten, die sich noch synchronisiert fortpflanzen, sind gewachsen. Die Bestände der anderen Arten gehen zurück.

          Riffe sind die vielfältigsten Ökosysteme im Meer

          Als mögliche Ursachen für die gestörte Fortpflanzung nennen Shlesinger und Loya Lichtverschmutzung, die Erwärmung des Meeres oder Spuren hormoneller Schadstoffe, die ins Wasser gelangen und sich über größere Gebiete hinweg verteilen. Die Beobachtungen zeigen, dass selbst vermeintlich stabile Riffe längst durch diese menschlichen Einflüsse gefährdet sein könnten.

          Dabei steht mehr auf dem Spiel als ein paar schöne Schnorchelgebiete. „Eine Welt ohne Korallen wäre eine sehr, sehr arme Welt“, sagt Reinhold Leinfelder. „Korallen sind schon immer eine Wiege der Biodiversität gewesen. Riffe sind die vielfältigsten Ökosysteme, die wir in den Meeren haben.“ Auch dienen Korallen als natürlicher Küstenschutz, indem sie die Wellenenergie abfangen und die Wellenhöhe verringern. Zudem bedienen sich Wissenschaftler auf der Suche nach neuen Arzneimitteln gern in der sogenannten „blauen Apotheke“. Immer wieder werden neue Substanzen in Korallenriffen entdeckt, die von medizinischem Nutzen sein könnten. Ihr Exoskelett enthält beispielsweise besonders viel Kalzium und eignet sich deswegen als Knochenersatz in der Zahnheilkunde. Im Schutz von Saum- und Barriereriffen bildeten sich außerdem schöne Sandstrände für Touristen, sagt Leinfelder. Korallen seien also durchaus auch ein Wirtschaftsfaktor. Für ihren Erhalt tut sich – trotz des großen Werts – allerdings nur langsam etwas.

          Retten sich Korallen selbst?

          Womöglich sind die Meerestiere jedoch längst dabei, sich selbst zu retten. Das legt ein im Juli veröffentlichter Beitrag in der Fachzeitschrift „Marine Ecology Progress Seriesnahe. Dafür wertete die amerikanische Meeresbiologin Nichole Price mit ihrem Team fast hundert zwischen 1974 und 2012 erschienene Studien aus, für die sogenannte „settlement tiles“ verwendet wurden. Diese „Siedlungsfliesen“ werden von Korallenforschern genutzt, um zu prüfen, wie viele Korallenlarven sich in einer bestimmten Zeit in einem Gebiet niederlassen. Das Ergebnis der Auswertung: Zwar ging die Neuansiedlung von Korallen in den Tropen während der letzten Jahre zurück, dafür siedelte mehr Nachwuchs in den Subtropen. Jugendliche Acropora-Korallen, die artenreichste Gattung der Steinkorallen, wachsen zum Beispiel in Kolonien an der Ostküste Floridas.

          Doch um die massiven Verluste in den Tropen auszugleichen, reicht die Zahl der Abwanderer in die Subtropen nicht aus. Und noch weiter polwärts könnten die Korallen nicht mehr ausweichen. Unter den Bedingungen, die dort herrschen, können sie nicht überleben. Das sogenannte „Riff-Fenster“, mit dem Leinfelder und seine Kollegen die Gesamtbreite der möglichen Lebensräume für Korallen beschreiben, ist durch evolutionäre Anpassung über Millionen von Jahren geschrumpft. Dabei gab es durchaus Zeiten, in denen Korallen anpassungsfähiger waren. „In der Jurazeit gab es Korallen noch in Milieus, in denen wir sie heute nicht mehr finden“, sagt Leinfelder. „Da tauchten sie sogar im Brackwasser auf, wo es viele Nährstoffe gab.“ Heute hingegen läuft die Photosymbiose der tropischen Flachwasserkorallen und ihres Algenbewuchses so effizient ab, dass sie perfekt an nährstoffarme Gebiete angepasst sind. „Der Vorteil ist, dass sie dort existieren können, wo andere nicht überleben“, sagt Leinfelder. „Der Nachteil ist, dass sich diese evolutionäre Einnischung nicht einfach wieder zurückdrehen lässt.“

          Einige „Urzeitkorallen“ gibt es noch, sogenannte atavistische Riffe, die ähnliche Merkmale wie in vergangenen Evolutionsstadien aufweisen. Vor der Amazonasmündung habe man verwunderlicherweise korallenriffartige Strukturen entdeckt, berichtet Leinfelder. „Dort haben offenbar einige Korallen durchgehalten und kommen bis heute mit hohen Nährstoffraten zurecht.“ Einfach umsiedeln lassen sich solche Arten jedoch nicht. Dazu sind sie zu speziell an ihren jeweiligen Standort angepasst.

          Stattdessen gibt es andere Versuche, den Korallen zu helfen. Einige Forscher züchten Larven im Labor, die sie nach großen Bleichen aussetzen. Oft gelingt die Ansiedlung – vorausgesetzt, dass das Riff ansonsten nicht geschädigt ist, etwa durch Überdüngung. „Es gibt eine große Diskussion dazu, welcher Faktor denn nun am gefährlichsten für die Korallen ist, wogegen wir zuerst vorgehen müssen“, sagt Leinfelder. Dabei werde keine Maßnahme allein helfen. Stattdessen müsse gleichzeitig gegen den Klimawandel, die generelle Verschmutzung und die Überfischung der Meere vorgegangen werden. „Besonders sinnvoll wären neue Schutzkonzepte“, glaubt Leinfelder. „Es gibt Korallen, die kämpfen bis zuletzt, um sich anzupassen.“ Das geschehe aber oft in geschädigten Riffen, die dann schon nicht mehr schön anzusehen seien. „Da dürfen wir nicht wegschauen“, mahnt er. „Stattdessen müssen wir auch diese Riffe im Auge behalten und Schutzmaßnahmen ergreifen.“ Dort geschehe schließlich die größte Anpassung.

          Die Erdgeschichte hat gezeigt: Korallen können sich weiterentwickeln und sich dabei immer wieder an unterschiedliche Lebensräume anpassen. Ob die Riffe auch die aktuellen Veränderungen ihrer Umwelt überstehen werden, kommt darauf an, wie viel Zeit ihnen dafür noch zur Verfügung steht.

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