Ein Forscherteam der University of Waterloo nutzt mathematische Modelle, um die besten Strategien zur Rettung von Korallenriffen vor dem Klimawandel zu ermitteln.
Als Zufluchtsorte der biologischen Vielfalt gehören Korallenriffe zu den wichtigsten Ökosystemen der Welt – und zu den anfälligsten für die Auswirkungen des Klimawandels. Während die Riffe der Welt zahlreichen sich überschneidenden Bedrohungen ausgesetzt sind, konzentrierte sich das Waterloo-Team auf die Vorhersage von Ausbrüchen von Dornenkronen-Seesternen (CoT).
„Sie sind mit giftigen Stacheln bedeckt, sodass sie nicht viele natürliche Feinde haben“, sagte Russell Milne, ein kürzlich promovierter Wissenschaftler. Absolvent der angewandten Mathematik und korrespondierender Autor der Studie. „Sie vermehren sich auch, indem sie ihre Larven im offenen Wasser verteilen. Wenn es also in einem Gebiet zu einem Seesternausbruch kommt, ist das gesamte Riff betroffen.“
CoT-Seesterne sind wirbellose Tiere, die in besorgniserregendem Maße Korallen fressen. Ein großer Ausbruch kann ein Korallenriff in nur einem Monat zerstören. Wissenschaftler haben festgestellt, dass CoT-Ausbrüche in den letzten dreißig Jahren aufgrund der industriellen Entwicklung und der Erwärmung der Meerestemperaturen dramatisch zugenommen haben.
Einer der größten Faktoren bei CoT-Seesternausbrüchen ist die Nährstoffbelastung – erhöhte Abwasser- und Industrieabflüsse in den Ozeanen, die wiederum zu Rekordernten der Mikroorganismen führen, an denen sich CoT-Larven ernähren. Ein weiterer Faktor, der Ausbrüche beeinflusst, ist Überfischung. Wenn es weniger pflanzenfressende Fische gibt, können sich die schnell wachsenden Wasserpflanzen, die diese Fische fressen, in Gebiete ausbreiten, die vor einem Ausbruch von Korallen besetzt waren. Dies erschwert das Nachwachsen der Korallen.
Die meisten CoT-Seesternforschungen konzentrierten sich jedoch auf das Great Barrier Reef in Australien. Milnes Team war daran interessiert, vorherzusagen, wie sich CoT-Ausbrüche auf andere wichtige Riffe in Gebieten der Welt mit unterschiedlichen Ressourcen und Prioritäten auswirken könnten.
Sie konzentrierten sich auf Riffe neben zwei schnell wachsenden Städten: Cebu City auf den Philippinen und Jeddah in Saudi-Arabien. Anschließend erstellten sie ein mathematisches Modell namens Metacommunity-Modell, das die Populationsniveaus verschiedener Arten an vielen Stellen eines Riffs berücksichtigt. Sie verwendeten dieses Modell, um zu simulieren, wie ein erhöhter Fischereidruck und eine erhöhte Nährstoffbelastung in diesen Gebieten Ausbrüche von CoT-Seesternen auslösen könnten.
Ihr Modell half ihnen auch dabei, vorherzusagen, welche Auswirkungen bestimmte Eingriffe – wie die Begrenzung des Abflusses oder die manuelle Entfernung von Seesternen aus Teilen des Riffs – auf die allgemeine Riffgesundheit haben würden.
„Diese Forschung zeigt, wie wichtig eine langfristige Planung für das Riffmanagement ist“, sagte Milne. „Während wir den Klimawandel bekämpfen, müssen wir darüber nachdenken, wie Umweltstressoren auf unerwartete Weise interagieren.“
Der Studie„Vorbereitung und Bewältigung von Dornenkronen-Seesternausbrüchen an Riffen, die durch interagierende anthropogene Stressfaktoren bedroht sind“, wurde in der Zeitschrift veröffentlicht Ökologische Modellierung.
Mehr Informationen:
Russell Milne et al., Vorbereitung und Bewältigung von Ausbrüchen von Dornenkronen-Seesternen an Riffen, die durch interagierende anthropogene Stressfaktoren bedroht sind, Ökologische Modellierung (2023). DOI: 10.1016/j.ecolmodel.2023.110443