Erwärmendes Wasser löst bei Meeresschwämmen eine „Supergeschwindigkeitsentwicklung“ aus, wie eine Studie zeigt

Meereshitzewellen, die durch das sich erwärmende Klima verursacht werden, können schnelle Veränderungen bei Meeresschwämmen auslösen, wobei Wissenschaftler das Tempo des Wandels als „Evolution mit Höchstgeschwindigkeit“ bezeichnen.

Untersuchungen von Meeresbiologen am Te Herenga Waka der Victoria University of Wellington ergaben, dass Schwämme, die die Bedingungen einer Hitzewelle im Meer überstehen, innerhalb einer Generation erhebliche Veränderungen in ihrer mikrobiellen Zusammensetzung erfahren können.

Diese Veränderungen könnten für die Schwämme eine Möglichkeit sein, mit zunehmendem Umweltstress umzugehen, sagt Ph.D. Kandidatin Francesca Strano, die die Forschung zusammen mit Professor James Bell von der Te Kura Mātauranga Koiora – School of Biological Sciences der Universität durchführte.

In ihrer Studie setzten die Forscher den gewöhnlichen Meeresschwamm Crella incrustans im Labor marinen Hitzewellenbedingungen aus.

„Unsere Experimente ergaben, dass etwas mehr als ein Drittel der erwachsenen Schwämme nach nur zehn Tagen Aufenthalt bei 21 °C starben – ähnliche Bedingungen wie im Hafen von Wellington während der Meereshitzewelle im Januar 2018“, sagte Professor Bell.

Die Studie ergab auch, dass Schwämme, die Hitzewellen ausgesetzt waren, einen deutlichen relativen Anstieg schädlicher pathogener und stressbedingter Bakterien und einen Rückgang ihrer normalen symbiotischen Bakterien – winziger Organismen, die in den Schwämmen leben – aufwiesen.

Allerdings erging es den Nachkommen dieser Schwämme besser, was ein Hinweis darauf ist, dass sie sich möglicherweise an wärmere Gewässer anpassen können.

„Wichtig ist, dass die Babyschwämme keinen Anstieg pathogener Bakterien zeigten, wenn sie Hitzewellenbedingungen ausgesetzt waren. Stattdessen zeigten sie einen Anstieg eines symbiotischen Bakteriums namens Rubritalea Marina.“

„Das hat einen potenziellen Vorteil. Wir glauben, dass dieses Bakterium den Babyschwämmen eine bessere Fähigkeit verleihen könnte, mit zukünftigem Hitzestress umzugehen – es ist ein bisschen wie natürliche Selektion in Aktion“, sagte Professor Bell.

Babyschwämme mit erhöhtem Rubritalea-Marina-Gehalt wuchsen schneller als Nachkommen von „Kontroll“-Schwämmen, die keiner Hitzewelle ausgesetzt waren. Allerdings kam es zu einer erheblichen Verzögerung, bis die Babyschwämme ihr Jugendstadium erreichten.

„Diese Verzögerung könnte dadurch verursacht werden, dass die Schwämme vorübergehend in einen Ruhezustand übergehen, um Perioden mit Umweltstress zu überstehen, was man bei anderen Meeresarten beobachten kann, wenn sie hohen Temperaturen ausgesetzt sind.“

Strano sagte, dass mehr Forschung über die Rolle von Rubritalea Marina und die langfristigen Auswirkungen des Verlusts einiger ihrer symbiotischen Bakterien auf Schwämme erforderlich sei.

„Es könnte eine gute Sache sein, wenn Schwämme einige ihrer Mikroben verlieren, da sie dadurch die Mikroben, die sie enthalten, „durchmischen“ oder „auswechseln“ können, um neue zu erhalten und ihnen die Möglichkeit zu geben, unter neuen oder anderen Bedingungen zu überleben. Allerdings während Durch diesen Prozess könnten sie auch einige Mikroben verlieren, die für andere Funktionen wichtig sind – zum Beispiel für die Entgiftung.“

Schwämme gehören zu den am häufigsten vorkommenden Arten auf dem Meeresboden und spielen eine wichtige Rolle bei der Nährstoffverwertung und der Entfernung von Schadstoffen aus dem Wasser.

„Sie sind ein wirklich wichtiger Teil der Meeresumwelt und Veränderungen in den Schwammgemeinschaften können zu Strömungseffekten für andere Arten führen. Deshalb ist es so wichtig herauszufinden, wie sie durch die damit verbundene rasche Erwärmung des Wassers beeinflusst werden.“ mit Meereshitzewellen. Es ist möglich, dass sich einige Schwämme anpassen können“, sagte Professor Bell.

Die Forschung wird in der Zeitschrift veröffentlicht Verfahren der Royal Society B: Biologische Wissenschaften.