Erwachsene Korallen können dank wärmeentwickelter Symbionten mehr Hitze vertragen und weiter wachsen

Erwachsene Fragmente einer Korallenart können das Bleichen besser vertragen und sich schneller erholen, wenn sie mit härteren, durch Hitze entwickelten Symbionten behandelt werden, wie neue Forschungsergebnisse des Australian Institute of Marine Science (AIMS) und der University of Melbourne zeigen. Die Arbeit ist veröffentlicht in Biologie des globalen Wandels.

Die Studie ergab auch, dass die Behandlung mit den durch Hitze entwickelten Symbionten die Wachstumsfähigkeit der Koralle nicht beeinträchtigte. Dies unterscheidet sich vom vorherigen Studien an Korallen des Great Barrier Reef, bei dem festgestellt wurde, dass von Natur aus hitzetolerante Symbionten die Hitzeresistenz erwachsener Korallen erhöhen können, allerdings auf Kosten ihres Wachstums.

Symbionten sind winzige Algenzellen, die im Korallengewebe leben und den Korallen Energie für ihr Wachstum liefern. Das Überleben der Riffkorallen hängt von dieser für beide Seiten vorteilhaften Beziehung ab.

Die Hitzetoleranz der in dieser Studie verwendeten Symbionten wurde im Labor verbessert, indem mehrere Generationen 10 Jahre lang erhöhten Temperaturen ausgesetzt wurden. Anschließend wurden den durch Hitze entwickelten Symbionten erwachsene Korallenfragmente einer einzelnen Art namens Galaxea fascicularsis angeboten, die chemisch gebleicht worden waren. Die Wissenschaftler fanden heraus, dass die Symbionten zwei Jahre lang eine Symbiose mit erwachsenen Korallen aufrechterhalten konnten, was zu einer schnelleren Erholung der Korallen nach dem Bleichen und einer Verbesserung ihrer Hitzetoleranz führte, ohne dass das Wachstum darunter litt.

Der Hauptautor der Studie, Dr. Wing Yan Chan von AIMS und der University of Melbourne, sagte, die neuen Erkenntnisse deuten darauf hin, dass durch Hitze entwickelte Algensymbionten eine potenziell wertvolle Ressource für die Riffsanierung seien, die für alle Korallenarten und Lebensstadien anwendbar sei.

„Diese Symbionten wurden zwei Jahre nach der ersten Inokulation der Korallen immer noch in mäßiger Häufigkeit in den Korallen nachgewiesen, was auf eine langfristige Stabilität dieser Symbiose und potenzielle langfristige Vorteile für die Hitzetoleranz der Korallen schließen lässt“, sagte sie.

„Strategien zur Verbesserung der Hitzetoleranz der Korallen können Riffen Zeit verschaffen, die durch klimawandelbedingte Hitzewellen im Meer bedroht sind, die zu Bleiche und manchmal auch zur Sterblichkeit führen. Die langfristige Stabilität der Symbiose gibt Anlass zur Hoffnung, dass sie ihren Korallen möglicherweise Vorteile bringen können.“ Gastgeber seit vielen Jahren.

Professor Madeleine van Oppen von AIMS und der University of Melbourne, die leitende Autorin der Forschung, sagte, frühere Arbeiten in ihrer Gruppe hätten die Vorteile der Verbindung von durch Hitze entwickelten Symbionten mit Korallenlarven und Jungtieren gezeigt.

„Diese neuen Erkenntnisse über erwachsene Korallen schließen den Kreis und zeigen, dass die Vorteile im Erwachsenenalter nicht verloren gehen“, sagte sie. „Dieser Ansatz ist einer von mehreren, die als ‚unterstützte Evolution‘ bezeichnet werden und aktive Eingriffe beinhalten, um die Geschwindigkeit natürlich vorkommender Evolutionsprozesse zu beschleunigen.“

Dr. Chan sagte, dass der nächste entscheidende Schritt dieser Forschung kontrollierte Feldversuche sein werden, bevor festgestellt werden kann, ob der Eingriff außerhalb des Labors, mit mehr als einer Korallenart und in großem Maßstab funktionieren könnte.

Dr. Line Bay, Forschungsprogrammdirektorin von AIMS, die die auf Korallen ausgerichtete Arbeit von AIMS im Rahmen des Reef Restoration and Adaptation Program (RRAP) überwacht, sagte, die Arbeit sei ein wichtiger Schritt in der Forschung zur Verbesserung der Hitzetoleranz von Korallen.

„Diese Studie ist Teil der umfangreichen Arbeit von AIMS, die unsere Partner und Mitarbeiter leisten, um Korallen vor dem Klimawandel zu schützen“, sagte sie.

„Um Korallenriffen die besten Überlebenschancen zu geben, müssen wir die Emissionen reduzieren, sicherstellen, dass Korallenriffsysteme gut verwaltet werden, und Interventionen wie durch Hitze entwickelte Symbionten entwickeln, um die Klimatoleranz und Widerstandsfähigkeit der Riffe zu erhöhen.“

Die Forschung war eine Zusammenarbeit zwischen AIMS, der University of Melbourne, dem Monash Institute of Pharmaceutical Sciences und dem Melbourne Centre for Nanofabrication.