Die Korallen am Great Barrier Reef sind nach den großen Verlusten von 2016 und 2017 stark nachgewachsen Wassertemperaturen lagen deutlich über dem langjährigen Durchschnitt. Das ist zwar eine gute Nachricht, aber in erster Linie ist es Glück. Das Riff erlebte in den Jahren 2020 und 2022 eine Massenbleiche, doch die Temperaturen kühlten gerade noch rechtzeitig ab, um ein umfangreiches Korallensterben zu verhindern.
Aber das Glück des Riffs könnte bald erschöpft sein. Im Pazifik kehren heißere El-Niño-Bedingungen zurück und fahren weiter wärmere Meerestemperaturen. In den letzten Monaten wurden die globalen Temperaturrekorde gebrochen. Schon jetzt bleichen Riffe in Florida, der Karibik und Teilen des Pazifiks aus. Der bevorstehende Südsommer gibt Anlass zu großer Sorge.
Kann man etwas tun? Es ist offensichtlich von entscheidender Bedeutung, die Emissionen unter Kontrolle zu halten. Wir können aber auch die Widerstandsfähigkeit des Great Barrier Reefs unterstützen, indem wir natürliche Anpassungsprozesse beschleunigen.
In unser Papier heute (10. August) veröffentlicht in WissenschaftWir beschreiben Methoden zur Beschleunigung der natürlichen Entwicklung hitzetoleranter Korallen, Aquakultur der nächsten Generation zur Aufzucht einer großen Anzahl von Babykorallen und die gemeinsame Entscheidungsfindung mit Gruppen der First Nations, um diese Korallen in sinnvollem Umfang im Great Barrier Reef zu platzieren.
Wie man hitzetolerante Korallen züchtet
Korallen vertragen Hitze sehr unterschiedlich. Manche vertragen heißes Wasser länger, andere bleichen bei niedrigeren Temperaturen.
Weltweit sind die Bleichschwellenwerte in einem Jahrzehnt um 0,5℃ gestiegen. Das heißt, Riffe werden tatsächlich hitzetoleranter. Dies ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, dass empfindlichere Arten und Kolonien ausgestorben sind oder weniger häufig vorkommen.
Innerhalb der Arten wissen wir, dass einzelne Korallen in wärmeren Gewässern typischerweise toleranter sind als solche in kühleren Gewässern.
Wenn wir verstehen, warum manche Korallen eine bessere Hitzetoleranz haben und wie diese Eigenschaften weitergegeben werden können, können wir herausfinden, welche Korallen sich am besten anpassen können. Dann können wir mit der selektiven Züchtung beginnen.
Korallenriffe beherbergen eine große Vielfalt an Lebensformen, von Fischen über Garnelen bis hin zu Rochen und Haien. Aber in kleinem Maßstab haben Korallenpolypen ihre eigenen mikrobiellen Ökosysteme, die von symbiotischen Algen, die den Korallen ihre Farbe – und einen Großteil ihrer Nahrung, durch Photosynthese – verleihen, bis hin zu den übrigen Ökosystemen reichen Korallenmikrobiom.
Um Korallen zu züchten, die sich besser an die Hitze anpassen können, müssen wir verstehen, wie ihr Mikrobiom funktioniert. Eine Gruppe symbiotischer Algen (Durusdinium), die in Korallen leben, kann ihrem Wirt tatsächlich eine erhöhte Hitzetoleranz verleihen, allerdings oft auf Kosten eines verringerten Wachstums.
Wenn wir jedoch die Entwicklung anderer Korallenalgen (Cladocopium) unterstützen, stellen wir fest, dass sich die Hitzetoleranz sowohl der Korallen als auch der Algen verbessert, normalerweise ohne Beeinträchtigung anderer Überlebensmerkmale.
Das bedeutet, dass wir die Nachkommen gezielt gezüchteter Korallen mit diesen Algen impfen können, um eine höhere Hitzetoleranz zu erreichen. Diese Methoden wurden nun im Labor getestet und sollten für die Massenproduktion geeignet sein.
Durch die Kreuzung wilder Kolonien derselben Korallenart haben wir herausgefunden, dass die Hitzetoleranz an die nächste Generation weitergegeben werden kann.
Unsere Forscher entwickeln Werkzeuge, um diese von Natur aus widerstandsfähigeren Individuen während Bleichereignissen oder bei Experimenten mit schnellem Hitzestress herauszusuchen. Wir analysieren auch die DNA von Korallen, um genetische Marker zu identifizieren.
Anschließend messen wir, wie Hitzetoleranz und genetische Vielfalt in der Aquakulturanlage und unter Feldbedingungen erhalten bleiben.
Auch wenn die assistierte Evolution noch sehr neu ist, sind unsere Ergebnisse ermutigend. Es besteht ein echtes Potenzial, die Hitzetoleranz der Korallen zu erhöhen, um das Überleben in heißeren Meeren zu verbessern.
Beschleunigen Sie die Aquakultur, um eine Größenordnung zu erreichen
Die diesjährigen Hitzewellen im Meer brechen Rekorde. Um unsere Chancen auf den Erhalt des Great Barrier Reef zu erhöhen, müssen wir in der Lage sein, diese Techniken zu erweitern.
Bisher erfolgten die Wiederherstellung und Anpassung von Korallen in relativ geringem Umfang und mit hohen Kosten. Die Korallenzucht erfolgt größtenteils von Hand in kleinen Laboraquarien, was langsam und teuer ist.
Aber das ändert sich. An unserem Standort in Townsville haben wir Fortschritte in der Korallenaquakultur erzielt, die das Potenzial haben, die Produktionsraten erheblich zu steigern und gleichzeitig die Kosten zu senken.
Wie produziert man hitzetolerante Korallen im großen Maßstab? Setzen Sie ausgewählte Babykorallen auf kleine Tabs in Modulplatten. Trennen Sie die einzelnen Laschen, in denen sich nun jeweils ein blühendes Korallenbaby befindet, und befestigen Sie sie an speziellen faustgroßen Strukturen, die die Babys im Meer schützen sollen. Dies erhöht ihre Überlebensrate am Riff erheblich.
Wir testen diese Technologien, indem wir diese Strukturen an sorgfältig ausgewählten Orten entlang des Riffs ablegen, wo sie wachsen und sich schließlich vermehren können. Wenn wir die Produktion steigern, werden wir in der Lage sein, mithilfe von Booten oder Robotern eine große Anzahl von Strukturen zu liefern, ohne dass Taucher erforderlich sind.
Dank dieser Technologien können wir die Korallenaufzucht zunehmend automatisieren. Derzeit stehen diese Techniken für rund 50 Korallenarten am Great Barrier Reef zur Verfügung.
Es ist auch wichtig, sicherzustellen, dass menschliche Systeme gut funktionieren. Um sicherzustellen, dass hitzebeständige Korallenbabys gedeihen, brauchen wir gute ökologische Modelle und Entscheidungsprozesse, die wirtschaftliche, soziale und ökologische Faktoren berücksichtigen.
Der Erfolg wird auch von sinnvollen Partnerschaften mit traditionellen Eigentümern abhängen. Die Kombination von konventioneller Wissenschaft und traditionellem Wissen kann zu neuen Erkenntnissen führen. Das Meeresmanagement von Groote Eylandt im Norden Australiens wird jetzt genutzt Karten erstellt von Wissenschaftlern, die mit Anindilyakwa-Menschen zusammenarbeiten, um lokales Wissen, Unterwasseruntersuchungen und Satellitendaten zu kombinieren.
Auf dem Weg zu groß angelegten Wiederherstellungs- und Anpassungsmaßnahmen könnten die Ranger der australischen Ureinwohner wichtige gemeinschaftsbasierte Arbeitskräfte bereitstellen, um eine neue Reihe von Management- und Naturschutzaktivitäten durchzuführen, insbesondere in abgelegenen Regionen. Auch traditionelle Eigentümer könnten dabei eine wichtige Rolle spielen Überwachung der Fortschritte.
Bis vor Kurzem zielten Naturschutzbemühungen darauf ab, Ökosysteme vor Schäden zu schützen und den Zugang einzuschränken, damit sich die natürlichen Systeme erholen können. Doch im Zeitalter der globalen Erwärmung reicht dies nicht mehr aus. Störungen kommen immer schneller und stellen die Widerstandsfähigkeit der Natur auf die Probe.
Wir müssen helfen. Die Zeit ist knapp und es gibt viel zu tun.
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