Klimawandel Warum das Korallensterben uns alle angeht
Korallen sind nicht nur wunderschöne Lebewesen, sie bilden auch ein wichtiges Glied in der Nahrungskette, schützen als Wellenbrecher die Küsten, locken Touristen an. Steigt die Erderwärmung über 1,5 Grad an, sterben auch die letzten Bestände aus.
Nicht nur für Taucher und Schnorchler wäre es eine Katastrophe, wenn die letzten intakten Korallenriffe verloren gingen. Von der Lebendigkeit der Korallen hängen ganze Weltregionen ab. In den Riffen finden Tausende von Meerestieren Schutz und Nahrung: Kleine Fische, Krebse, Würmer, Schnecken oder Seeigel. Davon ernähren sich größere Fischarten, die wiederum beim Menschen auf der Speisekarte landen. Sterben die Korallen, bekommen das auch Millionen von Menschen zu spüren. Grund genug, sich diese faszinierenden Meerestiere einmal genauer anzuschauen.
Anhören: Zerstörte Korallenriffe wieder aufbauen
Typologie: Korallen mit und ohne Skelett
Korallenriff mit Weichkorallen ohne Kalkskelett und bunten Fischen
Obwohl sie aussehen wie Unterwasser-Blumen, und obwohl sie auch Blumentiere genannt werden, sind Korallen keine Pflanzen. Sie gehören - wie Quallen - zur Gattung der Nesseltiere. Es gibt Steinkorallen und Weich- oder Lederkorallen. Weichkorallen bilden im Unterschied zu Steinkorallen kein Kalkskelett. Die meisten von ihnen lagern allerdings zur Stabilisierung im Inneren Kalknadeln ab und ihre Polypen haben im unteren Bereich eine dicke Gewebeschicht.
Unterwasserszene am größten Korallen Riff der Welt im Nordosten Australiens
Steinkorallen hingegen bilden durch die Einlagerung von Kalk Skelette, die über Jahre fest mit dem Meeresboden verwachsen. Stirbt eine Koralle ab, wachsen auf dem zurückgebliebenen Skelett einfach neue Korallen nach. Deswegen gibt es mittlerweile riesige Korallenriffe, die zum Teil mehrere Millionen Jahre alt sind. Ganze Inseln nur aus Korallenriffen können so im Laufe der Jahrmillionen entstehen.
Veranschaulicht: Aufbau einer Steinkoralle
Great Barrier Reef: Das größte Korallenriff der Welt
Das weltweit größte Riff ist mit einer Fläche von mehr als 344.000 Quadratkilometern das Great Barrier Reef vor der Küste Queenslands im Nordosten Australiens. Wegen der einzigartigen Tier- und Pflanzenwelt, die die rund 2.500 einzelnen Riffe beherbergen, hat die Unesco das Gebiet 1981 zum Weltnaturerbe erklärt.
Das Riff, das sogar vom Weltraum aus mit bloßem Auge zu sehen ist, ist eine der größten Touristenattraktionen Australiens. Der Tourismus am Riff schafft zigtausende Arbeitsplätze und sorgt nach Schätzungen von Experten für Einnahmen von mehr als drei Milliarden Euro im Jahr.
Doch auch dem Great Barrier Reef setzt der Klimawandel zu. In einer Studie, die im Oktober 2020 im Fachmagazin "The Royal Society" veröffentlicht wurde, haben Wissenschaftler festgestellt, dass die Anzahl der Korallen am weltgrößten Riff zwischen 1995 und 2017 um mehr als die Hälfte zurückgegangen ist. Ein Hauptgrund für den Rückgang der empfindlichen Korallen ist der sich erwärmende Ozean. So haben die zu hohen Wassertemperaturen in den vergangenen Jahren zu verheerenden Korallenbleichen geführt. Aber auch die zunehmende Meeresverschmutzung schädigt die Tiere.
Das Great Barrier Reef im Nordosten Australiens ist das größte Korallenriff der Welt.
Mitte des Jahres 2021 stand sogar zur Diskussion, das weltweit größte Riff wegen seines schlechten Zustands nur noch als "gefährdetes" Welterbe einzustufen. Das zuständige Komitee der UN-Organisation hat sich in einer Mitgliederversammlung Ende Juli 2021 aber zunächst gegen eine Herabstufung des Riffs entschieden - sehr zur Erleichterung der australischen Regierung. Sie hatte weniger Touristen und Einnahmeausfälle durch die Herabstufung des Riffs befürchtet. Die Herabstufung des Riffs ist allerdings nicht vom Tisch. Australien muss jetzt einen neuen Bericht über den Zustand und die Erhaltung des Great Barrier Reef vorlegen. Danach will das Komitee erneut über die Einstufung des Riffs als gefährdetes Welterbe beraten.
Kurios: Die Liebe der Korallen im Mondlicht
Drei Jahre lang, zwischen April und Mai, hat ein Forscherteam das Laichverhalten der Koralle Dipsastraea speciosa (im Bild) untersucht.
Das Liebesleben der Korallen ist nicht ganz einfach. Meist fest mit dem Untergrund verwachsen, können die Meerestiere schließlich nicht zueinander finden. Ein kleiner Trick hilft ihnen dabei, dass es trotzdem mit dem Nachwuchs klappt: Die Polypen übergeben einmal im Jahr gleichzeitig Eizellen und Samen der Meeresströmung. Forscher gehen davon aus, dass das Mondlicht diesen Mechanismus reguliert.
Das Laichen der Korallen wird vom Mondlicht reguliert. Wie genau, das ergab eine im August 2021 veröffentlichte Studie.
Um herauszufinden, wie die Nesseltiere Mondsignale genau zu diesem Zweck wahrnehmen, haben Wissenschaftler drei Jahre lang das Laichverhalten der Koralle Dipsastraea speciosa in der Nähe der südöstlich von Taiwan gelegenen Vulkaninsel Lü Dao (Englisch: Green Island) untersucht.
In ihrer im Fachblatt "PNAS" Anfang August 2021 veröffentlichten Studie kam heraus: Korallen laichen in der sechsten Nacht nach einem Vollmond, sofern sie dem natürlichen Himmel ausgesetzt sind. Kommt das Mondlicht jedoch nicht zu den Korallen durch - die Forscher hatten dafür die Korallenkolonien mit Plastik- und Alufolien vom Sonnenuntergang bis Sonnenaufgang bedeckt - laichten die Meerestiere am fünften Tag, nachdem das Mondlicht von ihnen abgehalten wurde.
Die Forscher vermuten, dass die Dunkelheit zwischen Sonnenuntergang und Mondaufgang nach einer Vollmondnacht ein massenhaftes Laichen bei der untersuchten Korallenart auslöst. Und sie erwarten, dass das Ergebnis auch auf andere Korallenarten übertragbar ist.
Lebensraum: Tropische Korallen und Kaltwasserkorallen
Unterwasserwelt mit tropischen Korallen
Die meisten verbinden mit Korallen eine exotische Unterwasserwelt türkisblauer oder grün schimmernder Ozeane in den Tropen. Tatsächlich bieten die seichten, sonnendurchfluteten Gebiete rund um den Äquator Lebensraum für viele Korallenarten. Um überleben zu können, brauchen tropische Korallen eine Wassertemperatur zwischen 20 und 29 Grad. Sie leben in Symbiose mit einzelligen Algen. Durch sie erhalten Korallen den lebensnotwendigen Sauerstoff, den die Algen mithilfe von Fotosynthese produzieren - und wichtige Nährstoffe.
Ideale Lebensbedingungen für Kaltwasserkorallen herrschen im Norwegischen Trondheimfjord. Das Wasser wird dort nie wärmer als 14 Grad.
Doch Korallen gibt es auch in kalten Gewässern. Da sie in über 3.000 Metern Meerestiefe vorkommen können, war ihre Existenz lange nur Fischern bekannt, die immer wieder abgerissene Korallenstöcke in ihren Netzen fanden. Die nähere Erforschung der Kaltwasserkorallen begann erst in den 1990er-Jahren. Mittlerweile gehen Forscher davon aus, dass es mehr Kaltwasserkorallenriffe gibt als tropische Korallenriffe. Sie leben am Rand der Kontinente in der wirklich tiefen Tiefsee, zum Beispiel vor der Küste von Nordnorwegen, aber auch vor der Südspitze Südamerikas.
Anders als die tropischen Korallen ernähren sich Kaltwasserkorallen von kleinsten Lebewesen, die die Meeresströmung ihnen bringt. Sie sind auch nicht auf den Sauerstoff der Algen angewiesen. Da kaltes Wasser sauerstoffreicher ist, können Kaltwasserkorallen "alleine atmen". Wichtig ist für sie, dass das Wasser in ihrer Umgebung nicht wärmer wird als 14 Grad.
Gut zu wissen: So sehen Kaltwasserkorallen aus
Der Klimawandel: Die größte Gefahr für alle Korallen
Für alle Korallen ist die Erwärmung der Ozeane, die auf den Klimawandel zurückzuführen ist, die größte Gefahr. Selbst für tropische Korallen darf das Wasser nicht zu warm werden, weil sonst die für sie lebenswichtige Symbiose mit den Algen nicht mehr funktioniert. Denn wird das Wasser zu warm, stellen die Algen eine aggressive Art von Sauerstoffradikalen her, die die Zellstrukturen der Korallenpolypen angreift. Als Reaktion darauf stoßen die Korallen die für sie so gefährlich gewordenen Algen ab. Dadurch verlieren die Meerestiere nicht nur ihre Farbe, sondern auch wichtige Nährstoffe.
Eine Folge des Klimawandels und der Erwärmung der Meere: Zerstörtes Korallenriff auf den Malediven.
Kaltwasserkorallen ersticken förmlich, wenn das Wasser zu warm wird. Denn die Zirkulation der Ozeane nimmt durch die Erwärmung ab, sodass weniger Sauerstoff und Nahrung zu den Meerestieren transportiert wird. Außerdem werden die Meere durch die Aufnahme von Kohlendioxid immer saurer, was insbesondere für Steinkorallen fatal ist. In versauerten Ozeanen können sie keine Kalkskelette bilden.
30 Prozent der Riffe seien bereits verloren, 40 Prozent massiv bedroht, mahnten Experten auf dem 14. Internationalen Korallenriff-Symposium ICRS Ende Juli 2021. In einem Strategiepapier, das auf dem Symposium vorgestellt wurde, haben sie die Politik dazu aufgefordert, mit konkreten Maßnahmen gegen das Absterben der weltweiten Korallenriffe vorzugehen. In dem Dokument heißt es unter anderem, das kommende Jahrzehnt sei die letzte Chance, einen weltweiten Kollaps der Korallenriffe zu verhindern. Um möglichst viele Korallen zu retten, sei es deshalb unbedingt erforderlich, die im Pariser Klimaschutzabkommen vereinbarten Ziele einzuhalten. Und selbst dann überlebe nicht einmal ein Drittel der Korallen, so die düstere Prognose der Forscher.
Korallenbleiche: Wetterextreme setzen Korallenriffen zu
Zitat: 1,5-Grad-Ziel des Pariser Klimaabkommens reicht nicht
"Unsere Arbeit zeigt, dass Korallen weltweit noch stärker durch den Klimawandel gefährdet sind, als wir zum Zeitpunkt des Sonderberichts des Weltklimarats (IPCC) über 1,5 Grad Celsius dachten. Dies verstärkt die harte Realität, dass es keine sichere Grenze für die globale Erwärmung gibt. Wir müssen dringend handeln, um zu retten, was wir können. [...] Wir bestätigen, dass eine Erwärmung um 1,5 Grad Celsius im Vergleich zum vorindustriellen Niveau für Korallenriffe katastrophal sein wird."
Aus der im Februar 2022 im Fachmagazin 'PLOS CLIMATE' erschienenen Studie von Wissenschaftlern um Adele Dixon von der University of Leeds in Großbritannien
Kurz erklärt: Korallenbleiche und was Algen damit zu tun haben
Noch nicht tot, aber stark gefährdet: ausgeblichene Korallen am Meeresgrund.
Dass die Polypen der Steinkorallen nicht weiß sind, wie ihr Skelett aus Kalk, haben sie bestimmten Algen zu verdanken. Die einzelligen Wasserpflanzen leben in Symbiose mit und in den Korallen und verleihen ihnen die unterschiedlichsten Farben. Normalerweise produzieren sie mithilfe der Fotosynthese den für die Korallen lebenswichtigen Sauerstoff und Zucker. Wird das Wasser jedoch zu warm, stellen die Algen eine aggressive Art von Sauerstoffradikalen her. Die Radikale greifen die Zellstrukturen der Korallenpolypen an. Die Korallen wehren sich gegen diesen "Angriff" , indem sie die Algen abstoßen. Ohne Algen verlieren die Korallen neben wichtiger Nährstoffe auch ihre Farbe. Das bedeutet nicht zwangsläufig den Tod der Meerestiere. Bleibt die Wassertemperatur aber über einen längeren Zeitraum für die Korallen zu hoch, sterben sie früher oder später ab. Die Korallenbleiche ist also ein wichtiger Indikator für den Gesundheitszustand eines Riffs.
Besonderheit: Das Leuchten der sterbenden Korallen
Bleiche Korallen und Koralle in Neonfarben - beides sind Hinweise auf Korallen im Überlebenskampf.
Bevor Korallen sterben, erstrahlen sie oft in den grellsten Farbtönen - in hellblau, pink und in violett. Das dient wohl als Schutz vor der erhöhten Sonneneinstrahlung, die der verblassten Koralle ohne die schützende Alge zusetzt, wie Forscher herausgefunden haben.
Schließlich wird das Sonnenlicht von dem - ohne die Alge - gebleichten, weißen Korallenskelett hin und her reflektiert. Die Lichtmenge steigt dadurch im Gewebe der Korallen an. Die Korallen spüren das und fangen an, in erhöhtem Maße Sonnenschutzpigmente, also mehr Farbpigmente zu produzieren. In ihren Neonfarben und geschützt vor der Einwirkung der Sonne, stellen die Korallen wieder einen attraktiven Lebensraum für die Algen dar - so wie vor der Bleiche. Ob dies allerdings für ein Überleben der Korallen reichen wird, ist noch unklar.
Neue Hoffnung: Korallen retten mit Bakterien
Wie sterbende Korallen doch noch gerettet werden könnten, das versuchen seit Jahren zahlreiche Wissenschaftler rund um den Globus herauszufinden. Ein Forscherteam um Erika Santoro von der King Abdullah University of Science and Technology in Thuwal, Saudi Arabien, konnte jetzt nachweisen, dass sich die sogenannte "post-heat stress disorder", also der Hitzestress, den die Meerestiere aufgrund der sich erwärmenden Ozeane erleiden, mithilfe bestimmter Bakterien zumindest abmildern lässt.
Rettung der Korallen mit Bakterien? Eine Mitte August 2021 veröffentlichte Studie gibt Hoffnung.
In ihrem Experiment hatten die Forscher die Koralle Mussismilia hispida, eine Steinkorallenart, entweder mit einem speziellen Bakteriencocktail oder mit einer Kochsalzlösung als Placebo beimpft. Beide Korallengruppen wurden anschließend zehn Tage lang einer Temperatur von 30 Grad ausgesetzt. Während dieser zehn Tage waren keine Unterschiede sichtbar: Beide Korallen - ob mit Bakterien versehen oder mit einer Kochsalzlösung - blichen gleichermaßen aus. Erst als die Wissenschaftler die Temperatur wieder senkten, zeigte sich ein erstaunlicher Effekt: Die mit den Bakterien behandelten Korallen erholten sich deutlich besser als die Korallen ohne die Probiotika. In ihrer Mitte August 2021 im Fachblatt "Science Advances" veröffentlichten Studie schreiben die Forscher, dass sich die Überlebensrate der Korallen durch die Bakterien um 40 Prozent erhöhte und die Fotosynthese der mit ihnen in Symbiose lebenden Algen gleichzeitig stabilisierte.
Mehr Wissen: Quellen und Sendungen über Korallen und das Korallensterben
- Korallensterben im Great Barrier Reef (eurekalert.org)
- Strategiepapier des 14. Internationalen Korallenriff-Symposiums ICRS Juli 2021
- Liebe im Mondlicht - Wie sich Korallen vermehren (pnas.org)
- Korallen retten mit Bakterien (science.org)
- Darum wird ein Sonnencremeverbot keine Korallen retten (quarks.de)
- "Kann man kaputte Korallenriffe wiederherstellen?": IQ - Wissenschaft und Forschung, BR, 18.03.2024, 18.05 Uhr