Tiefere Korallen können zur Erholung flacher Riffe in den Florida Keys beitragen

Seit den 1970er Jahren sind die Korallenriffe im Florida Keys National Marine Sanctuary (FKNMS) von einem katastrophalen Rückgang der Korallenbedeckung betroffen. Allein zwischen 1998 und 2011 gab es einen Rückgang um bis zu 50 %. Obwohl die Korallenriffe im FKNMS intensiv untersucht wurden, war die Forschung in der mesophotischen Zone, die sich von etwa 100 bis 500 Fuß Tiefe erstreckt, in dieser Region historisch gesehen begrenzter.

Mesophotische Korallenökosysteme können aufgrund ihrer Tiefe und/oder relativen Isolation vom Ufer in vielen Regionen vor anthropogenen Stressfaktoren geschützt sein. Darüber hinaus können mesophotische Korallenökosysteme auch als Rückzugsorte für tiefengeneralistische Korallenarten dienen und degradierten flachen Riffen nach isolierten episodischen Störungsereignissen lebensfähige Larven bieten.

Im FKNMS sind mesophotische Korallen von Schäden durch Korallenbleiche und Gewebeverlustkrankheit bei Steinkorallen weitgehend verschont geblieben und könnten daher eine wichtige Quelle der genetischen Vielfalt für die Flachriffe in der Region darstellen.

Anhand des im gesamten Westatlantik vorkommenden Korallensterns (Stephanocoenia intersepta) untersuchten Forscher des Harbor Branch Oceanographic Institute der Florida Atlantic University, wie Korallenpopulationen in unterschiedlichen Tiefen und an unterschiedlichen Standorten miteinander verwandt oder „verbunden“ sein könnten. Mithilfe genomischer DNA-Analysen untersuchten sie die genetische Vielfalt, Unterschiede und Konnektivität zwischen Korallensternpopulationen und ihren symbiotischen Algenpartnern mithilfe von SNP-Genotypisierung und ITS2-Sequenzierung.

„Die Errötende Sternkoralle hat ein weites Verbreitungsgebiet sowohl in der Tiefe als auch in der Geografie, was sie zu einer großartigen Art macht, um zu untersuchen, wie Populationen in verschiedenen Tiefen und an verschiedenen Standorten miteinander verbunden sind“, sagte Ryan Eckert, Erstautor und Doktorand an der FAU Harbor Branch.

„Obwohl errötende Sternkorallen in flachen Riffen in ihrem gesamten Verbreitungsgebiet seltener vorkommen, werden sie in der mesophotischen Zone häufiger und bedecken größere Flächen.“

Ergebnisse der Studie, veröffentlicht in der Zeitschrift Vererbung und auf dem Cover abgebildet, enthüllte vier verschiedene genetische Linien der errötenden Sternkoralle.

An den untersuchten Standorten wiesen die beiden wichtigsten genetischen Linien der Errötenden Sternkoralle eine starke genetische Verbindung zwischen flachen und mesophotischen Populationen auf. Zwei flachspezifische Linien zeigten eine geringere genetische Vielfalt und höhere Inzucht als die beiden tiefengeneralistischen Linien. Die Analyse ergab auch, dass mesophotische Riffe wichtige Fortpflanzungsquellen sind, insbesondere in den Lower und Upper Keys.

„Korallen aus tieferen, mesophotischen Zonen können erheblich dazu beitragen, die schwindenden Flachriffe im Florida Keys National Marine Sanctuary wiederherzustellen und wiederherzustellen“, sagte Dr. Joshua Voss, leitender Autor, leitender Forscher der Studie und außerordentlicher Forschungsprofessor an der Harbor Branch der FAU.

„Außerdem sind im ‚FKNMS Restoration Blueprint‘ wichtige Erweiterungen geplant, die zusätzlichen Schutz für mesophotische Korallen in den gesamten Keys beinhalten. Angesichts der Tatsache, dass die Korallenbedeckung in der Region seit den 1970er Jahren abnimmt, bieten diese Erkenntnisse und neue Managementfortschritte vielversprechende Möglichkeiten für eine gewisse Erholung der Korallenriffe.“

Laut Eckert sind die geringere Diversität und der höhere Grad an Inzucht in Individuen über flache, spezifische Linien hinweg recht besorgniserregend und könnten potenzielle Risiken für die Zukunft bedeuten, insbesondere für den Artenschutz und die Wiederherstellung der Arten.

„Aber auch wenn diese tieferen Korallen die flachen Riffe in Zukunft nicht direkt mit lebensfähigen Larven wieder bevölkern können, könnten sie dennoch wertvoll sein für die Schaffung einer ‚Samenbank‘ oder für Rettungs- und Zuchtprogramme in landgestützten Aufzuchtstationen, um laufende und zukünftige Wiederherstellungsbemühungen zu unterstützen“, sagte Eckert.

Die unterschiedlichen kryptischen Abstammungslinien der Errötenden Sternkorallen, die sich trotz ihrer Überlappung in denselben Gebieten kaum vermischen, deuten auf ein gewisses Maß an reproduktiver Isolation hin. Die reproduktive Isolation zwischen den Abstammungslinien könnte auf Faktoren wie unterschiedliche Laichzeiten oder hohe Inzuchtraten durch lokalisierte Befruchtung zurückzuführen sein. Diese Muster könnten durch larvale Verhaltensmerkmale und Siedlungspräferenzen beeinflusst werden, was zur geringeren genetischen Vielfalt in den flachen Errötenden Korallensternpopulationen beiträgt.

„Indem wir die genetische Artenvielfalt verschiedener Korallenlinien erkennen und charakterisieren, können wir Korallenpopulationen besser verwalten und schützen, insbesondere angesichts der aktuellen und zukünftigen Umweltprobleme“, sagte Voss.

„Dieser Ansatz stellt sicher, dass die Bemühungen zum Schutz und zur Wiederherstellung der Korallenriffe auf einem umfassenderen Verständnis der genetischen Vielfalt basieren, das für die Aufrechterhaltung der Widerstandsfähigkeit und Gesundheit unserer Korallenriff-Ökosysteme von entscheidender Bedeutung ist.“

Zu den Co-Autoren der Studie gehörten Dr. Alexis Sturm, Ashley Carreiro, Leiterin des Forschungslabors, und Doktorandin Allison Klein, alle vom Voss Laboratory der FAU Harbor Branch.