Israelische Studie gibt Hoffnung auf Überleben von Korallenriffen

Studie zeigt, dass die biologische Uhr von Korallen auch ohne Algen funktionieren kann, von denen sie sich ernährt, was Hoffnung auf die Fähigkeit von Korallen gibt, extreme Hitze zu überleben.

Die biologische Uhr ist ein interner und unabhängiger Mechanismus, der den Tagesrhythmus diktiert und es einem Organismus ermöglicht, tägliche und saisonale Signale zu messen und im Einklang mit dem Rhythmus der Natur zu leben, während er gleichzeitig die Timing-Fähigkeiten beibehält, die für die Durchführung wichtiger physiologischer und verhaltensbezogener Prozesse unerlässlich sind.

Für Korallen umfasst dies den Abbau von Zucker und die Synthese von Fetten, das Öffnen und Schließen ihrer Jagdtentakel und vieles mehr.

Im marinen Ökosystem pflegen Korallen und Algen eine symbiotische Beziehung, so dass Korallen Algen Schutz und Kohlendioxid bieten, während Algen durch Photosynthese Korallen mit Nahrung und Nährstoffen versorgen, die für ihr Überleben unerlässlich sind. Diese Geben-und-Nehmen-Beziehung hängt weitgehend von Synchronisation und Koordination ab und erfordert wahrscheinlich ein "Übersprechen" zwischen der biologischen Uhr des Korallenwirts und der der symbionten Algen.

Da steigende Meerestemperaturen und zunehmende Bleiche dazu führen, dass Korallen ihre Algen verlieren und absterben, versuchen Forscher zu entschlüsseln, wie dieser biologische Mechanismus genau funktioniert und ob Korallen eine Zeit lang ohne Algen überleben können.

Dies ist wichtig, um zu verstehen, welche Arten bei anhaltenden Hitzewellen „Gewinner oder Verlierer“ sein könnten. Forscher der Bar-Ilan-Universität in Israel haben jetzt eine Art „Gewinner“ entdeckt.

Die als Euphyllia paradivisa (E. paradivisa) bekannte Korallenart zeigte in früheren Studien eine Toleranz gegenüber Bleichbedingungen und ein Überleben ohne Algen bei längerer Dunkelheit.

In einem kürzlich in der Fachzeitschrift Science Advances veröffentlichten Artikel dokumentierte das Bar-Ilan-Team erstmals die biologische Uhr dieser Art und bestätigte, was bisher eine Vermutung war: Ihre biologische Uhr funktioniert – selbst in 65 Metern Tiefe unter Wasser und in fast völliger Dunkelheit -- ohne die Anwesenheit von Algen.

Dr. Mieka Rinsky von der Goodman Faculty of Life Sciences in Bar-Ilan leitete ein Forscherteam, das reichlich E. paradivisa aus ihrer Meeresumgebung im israelischen Golf von Eilat am Roten Meer in ein Labor des nahe gelegenen Inter-University Institute for Marine Sciences überführte .

Die Korallen wurden in Aquarien gesetzt, in die Meerwasser aus ihrem natürlichen Lebensraum gepumpt wurde. Die Hälfte der Proben wurde unter Umgebungslicht- und Dunkelzyklen gehalten, während die andere Hälfte ein Jahr lang in völliger Dunkelheit aufbewahrt wurde, was ein Bleichereignis auslöste, um aposymbiotische Korallen zu erzeugen, bei denen die Algen aus dem Wirtsgewebe vertrieben wurden.

Nach einem Jahr wurde die Leistung der biologischen Uhr in einer großen Anzahl von Replikaten symbiotischer und aposymbiotischer gesunder Korallenkolonien untersucht.

Nach 48 Stunden Licht/Dunkel-Zyklen und vollständiger Dunkelheit wurden die gebleichten und ungebleichten Korallen verglichen. E. paradivisa enthüllte eine biologische Uhr, die im 12-Stunden-Rhythmus arbeitet, von Gezeitenzyklen geleitet und von symbiotischen Algen beeinflusst wird.

Aber noch erstaunlicher war die Entdeckung, dass die Korallen eine unabhängige biologische Uhr unterhalten, die das Timing ihrer wesentlichen Stoffwechselprozesse steuert. Diese Uhr arbeitet nach einem 24-Stunden-Zeitplan, der von Licht und Dunkelheit beeinflusst wird, ähnlich dem des Menschen, und funktioniert unabhängig von der Uhr der Alge.

Selbst in ihrer sogenannten „Twilight Zone“ – 65 Meter unter Wasser und in fast völliger Dunkelheit – können die Korallen raue Bedingungen überstehen und ihre Widerstandsfähigkeit ohne das Vorhandensein von Algen und die Vorteile der Photosynthese bewahren.

"Die meisten Forschungen über Symbiose zeigen, dass Korallen sterben, sobald sie gebleicht sind. Hier haben wir eine Art gefunden, die ohne Algen überleben kann", sagt Dr. Rinsky vom Bar-Ilan's Laboratory for Molecular Marine Ecology unter der Leitung von Prof. Oren Levy. „Die biologische Uhr der Korallen kann ohne tägliche Änderungen des Sauerstoff- und Nährstoffgehalts in ihren Geweben funktionieren, was typischerweise auf das Vorhandensein ihrer symbiotischen Algen und damit auf die Photosynthese zurückzuführen ist. Korallen haben eine gewisse ‚Plastizität‘, die es ihnen ermöglicht, zwischen verschiedenen Rhythmen zu wechseln und schädliche Situationen wie das Ausbleichen durch Umweltveränderungen überleben", fügt sie hinzu.

Die Tatsache, dass die biologische Uhr unabhängig von Algen funktioniert, ermöglicht es Korallen, mit Stresssituationen umzugehen und ihre täglichen Stoffwechsel- und physiologischen Prozesse aufrechtzuerhalten. Diese Ergebnisse geben einen Hoffnungsschimmer für ihre Fähigkeit, extreme Hitze zu überstehen.

Autor: Redaktion
Bild Quelle: Archiv

Donnerstag, 08 Dezember 2022