Wissenschaftler entdecken Belohnungs- und Bestrafungssystem aus Korallenalgen

In der menschlichen Gesellschaft werden Belohnung und Bestrafung als Anreiz zur Kooperation eingeführt. Einige Leute versuchen jedoch immer noch zu betrügen, um zu gewinnen. Gibt es also ein System mit klaren Belohnungen und Strafen in der Welt der anderen Organismen? Die Antwort ist ja.“

Korallen können die Algen, die in ihnen leben, „bestrafen“, indem sie ihre Nahrungsversorgung unterbrechen, wenn solche Algen egoistisch werden und ihrerseits den Deal mit der gemeinsamen Nutzung von Ressourcen mit der Koralle als Teil ihrer Symbiose brechen – eine für beide Seiten vorteilhafte Beziehung. Dies sind die Ergebnisse von Dr. Shelby Mcilroy vom Swire Institute of Marine Science (SWIMS) und der School of Biological Sciences an der University of Hong Kong (HKU) und ihren Mitarbeitern.

In der Korallen-Algen-Beziehung teilen und recyceln die beiden Seiten – der Korallenwirt und der Algensymbiont – Nährstoffe, auf die sie selbst nicht zugreifen können. Aber diese Beziehung ist offen für Missbrauch. Korallen können mehrere Arten symbiotischer Algen gleichzeitig beherbergen, aber nicht alle Algenarten sind ehrlich.

Einige nutzen ihren Wirt aus, indem sie mehr Nährstoffe für den eigenen Bedarf behalten, anstatt sie an die Koralle weiterzugeben. Auf diese Weise gewinnen die egoistischen Algen einen Vorteil gegenüber nützlicheren Arten, die langsamer wachsen, weil sie ihre Nährstoffe großzügiger teilen. Dieser Betrug untergräbt letztendlich die langfristige Gesundheit und das Wachstum der Koralle selbst.

In andere symbiotische Beziehungen, zum Beispiel zwischen Bäumen und Pilzen, können sich die betrogenen Wirte einmischen und ihre unehrlichen Partner bestrafen. Allerdings, bis McIlroys neueste Forschung in der Zeitschrift veröffentlicht wurde Mikrobiomwar es schwierig festzustellen, ob oder wie Korallen das Gleiche mit ihren Algen tun könnten.

Mithilfe stabiler Isotopentechniken konnte McIlroy den Nährstofffluss zwischen verschiedenen Algenarten in ihrem Wirt, einer karibischen Korallenart, enträtseln. „Stabile Isotope in Kombination mit genetischen Techniken ermöglichen es uns, den Währungsaustausch zwischen den Partnern zu verfolgen. In diesem Fall handelt es sich bei der Währung um Nährstoffe in Form von Kohlenstoff und Stickstoff“, erklärte McIlory.

Die Ergebnisse zeigten, dass die Koralle die Betrüger tatsächlich bestrafen und die ehrlichen Partner belohnen könnte. „Unsere Studie hat gezeigt, dass Korallen die Zufuhr von Nährstoffen zu den symbiotischen Algen, die für sie weniger nützlich sind, zu begrenzen scheinen, um nützlichere Algensymbionten zu fördern“, fügte McIlroy hinzu.

Das Verständnis, wie Korallen ihre symbiotischen Algen kontrollieren und manipulieren, ist jetzt von entscheidender Bedeutung für das Überleben der Korallen. Aufgrund des Klimawandels werden die Meere zu heiß für die in den Korallen lebenden Algen. Wenn die Wassertemperaturen steigen, sterben Algen und damit auch die Korallen selbst – ein Phänomen, das als Bleichen bekannt ist. Episoden von Bleiche werden immer häufiger, und die meisten Korallenriffe der Welt sind jetzt davon bedroht.

Wenn Wissenschaftler die Koralle dazu bringen könnten, die Algenart zu beherbergen, die mit höheren Temperaturen umgehen kann – eine Form von „Korallenprobiotika“, könnte dies das Ausbleichen verhindern und mehr Zeit für Korallen gewinnen, die durch die Erwärmung der Ozeane bedroht sind.

„Wir können möglicherweise eingreifen und Korallen helfen, dem Bleichen zu widerstehen, indem wir sie thermisch toleranteren Partnern aussetzen. Aber wir müssen die Biologie von Korallen verstehen und wissen, wie sie auf diese Eingriffe reagieren könnten, damit wir effektiv und effizient arbeiten können. Es gibt keine Zeit zu verlieren“, schloss McIlroy.