Eine neue Studie unter der Leitung von Forschern der Rosenstiel School of Marine and Atmospheric Science der University of Miami (UM) ergab, dass Korallen, die 90 Tage lang einer stressigen Temperaturbehandlung im Labor unterzogen wurden, toleranter gegenüber erhöhten Wassertemperaturen waren.
Diese Ergebnisse bieten Wissenschaftlern der Korallenrestaurierung einen neuen Ansatz, um möglicherweise die Erfolgsrate beim Anpflanzen von in Baumschulen gezüchteten Hirschhornkorallen auf degradierten Riffen zu erhöhen, da der Klimawandel die Meerestemperaturen weiter erwärmt und zu häufigeren Korallenbleichereignissen führt. Die Hirschgeweihkoralle (Acropora cervicornis) ist in ganz Südflorida und der Karibik ausgestorben und wird im Endangered Species Act als „bedroht“ aufgeführt.
Während frühere „Stress-Härtungs“-Experimente an Korallen Kurzzeittemperaturen ausgesetzt waren, bewertete das Team der UM Rosenstiel School die Wirkung einer langfristigen, variablen Behandlung, bei der die Temperaturen zweimal pro kurzer Zeit ein Stressniveau erreichten Tag.
„Dieses ‚Trainingsregime‘ ähnelt einem Athleten, der sich auf ein Rennen vorbereitet“, sagte die Hauptautorin der Studie, Allyson DeMerlis, Ph.D. Schülerin an der UM Rosenstiel School. „Wir konnten zeigen, dass diese Temperaturbehandlung die Widerstandsfähigkeit der Korallen gegenüber Hitzestress steigern kann.“
Um das Experiment durchzuführen, sammelten DeMerlis und Wissenschaftler des Atlantic Oceanographic and Meteorological Laboratory der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) und des Cooperative Institute for Marine and Atmospheric Studies der UM Korallenfragmente von sechs verschiedenen genetischen Individuen der karibischen Hirschhornkoralle der UM Rosenstiel School’s Rescue a Reef Coral Nurse und ordnete sie nach dem Zufallsprinzip einer von drei Gruppen zu: (1) Feldkontrolle, (2) Laborkontrolle und (3) variable Temperaturbehandlung. Die Laborkorallen und die mit variabler Temperatur behandelten Korallen wurden einem dreimonatigen Behandlungszeitraum unterzogen, in dem die Laborkontrollkorallen bei konstanten 28 Grad Celsius gehalten wurden, während die Korallen mit variablem Temperaturregime zweimal täglich schwankenden Temperaturen zwischen 28 und 31 Grad Celsius ausgesetzt wurden für drei Monate.
Anschließend maßen die Wissenschaftler den Bleichverlauf fotografisch sowie die Anzahl der Tage, die eine Koralle vor dem Bleichen thermischen Belastungen ausgesetzt war. Sie fanden heraus, dass die Behandlung mit variabler Temperatur die Ausdauer der Korallen bei thermischem Stress im Vergleich zu den unbehandelten Korallen in der Größenordnung von mehreren Tagen signifikant verbesserte. Darüber hinaus fanden sie heraus, dass unbehandelte Korallen mit größerer Wahrscheinlichkeit schnell krankheitsähnlichen Anzeichen von Gewebeverlust erlagen.
Die Ergebnisse demonstrieren den Vorteil der Verwendung einer variablen Temperaturbehandlung in der Laborumgebung, um Hirschhornkorallen über den traditionellen statischen Temperaturen zu halten. Dies kann auf dem Gebiet für Restaurierungspraktiker übersetzt werden, insbesondere um Standorte zu identifizieren, an denen ihre Korallenbaumschulen und Auspflanzungsstandorte stärker schwankenden Temperaturen ausgesetzt sein können.
„Wir haben leider den Punkt erreicht, an dem ein aktives Eingreifen und eine Wiederherstellung notwendig sind, um sicherzustellen, dass wertvolle Korallenriffe für kommende Generationen bestehen können“, sagte Ian Enochs, leitender Autor der Studie und Korallenwissenschaftler am Atlantic Oceanographic and Meteorological Laboratory der NOAA , Abteilung Ozeanchemie und Ökosysteme. „Wir wollen die Effizienz und Wirksamkeit dieser Bemühungen steigern und letztendlich sicherstellen, dass die Korallen, die wieder auf ein Riff gesetzt werden, die größten Chancen haben, die stressigen Bedingungen zu überstehen, denen sie in Zukunft ausgesetzt sein werden.“
„Unsere Ergebnisse bringen einen Hoffnungsschimmer in die ungewisse Zukunft der Korallen, da wir eine Behandlung identifiziert haben, mit der wir ihre Toleranz gegenüber Hitzestress verbessern können“, sagte DeMerlis.
Die Studie mit dem Titel „Pre-exposure to a variable temperature treatment Improves the response of Acropora cervicornis to acute thermal stress“ wurde am 23. Februar in der Zeitschrift veröffentlicht Korallenriffe.
Allyson DeMerlis et al, Pre-exposure to a variable temperature treatment verbessert die Reaktion von Acropora cervicornis auf akuten thermischen Stress, Korallenriffe (2022). DOI: 10.1007/s00338-022-02232-z