100 Wärmere, saurere und überdüngte Meere schaden Korallenriffen Tropische Korallenriffe wie das berühmte Great Barrier Reef vor der australischen Ostküste beherbergen eine ungeheure Vielzahl verschiedenster Organismen (kAbb. 6). Allein für den indopazifischen Raum sind mehrere zehntausend Arten von Riffbewohnern beschrieben, darunter über 2 000 Fischarten. Korallenriffe werden v. a. von Steinkorallen gebildet. Steinkorallen bestehen aus einer Vielzahl von sackartig gebauten Korallenpolypen, die an ihrem offenen Ende Tentakel tragen (kAbb. 7). Ein Korallenpolyp sitzt auf einem Kalksockel, der von ihm selbst abgeschieden wird. Unter normalen Umweltbedingungen beherbergen Korallenpolypen in ihren Körperzellen einzellige Algen, die Zooxanthellen. Polyp und intrazelluläre Zooxanthellen leben in Symbiose (siehe S. 113 und S. 122), das heißt, sie profitieren wechselseitig von ihrem Zusammenleben: Die Zooxanthellen leben geschützt und erhalten vom Polypen Nährsalze und Kohlenstoffdioxid (CO2). Dafür versorgen sie ihn mit Sauerstoff und Kohlenhydraten, die bei der Fotosynthese entstehen. Diese Symbiose ist derart eng, dass viele Korallenpolypen ohne Zooxanthellen nicht überleben. Genau dies wird dem Great Barrier Reef nun möglicherweise zum Verhängnis. 2016, 2017 und 2020 waren die bisher schlimmsten Jahre: Zwei Drittel der Korallen des Riffs wurden in diesen Jahren geschädigt. Warum? Die Antwort ist komplex: In tropischen Meeren beträgt der pH-Wert normalerweise ca. 8, liegt also im leicht basischen Bereich. Je mehr CO2 in die Atmosphäre gelangt, desto mehr davon löst sich im Wasser. Das führt zu einer Versauerung. Je saurer das Wasser wird, desto schwerer ist es für die Steinkorallenpolypen, ihr Kalkgerüst aufzubauen bzw. zu erhalten. Bei höheren Temperaturen scheiden die Algenpartner zudem giftige Stoffe ab, weshalb sie von den Polypen ausgestoßen werden. Damit aber verlieren die Polypen eine wichtige Nahrungsquelle. Korallenpolypen ohne Algen sehen kalkweiß aus und sterben bald ab. Deshalb wird dieses Phänomen Korallenbleiche genannt (kAbb. 8). Zudem besteht bei einem hohem Nährsalzgehalt im Wasser die Gefahr, dass die Riffe von großen Algen überwachsen werden (kAbb. 7, 9). Riffe wie das Great Barrier Reef stellen aber nicht nur außergewöhnliche Naturphänomene dar. Sie sind zugleich Kinderstube für viele Fische. Sterben die Korallenpolypen, kann sich das Riff nicht erneuern. In der Folge fehlen den Jungfischen Versteckmöglichkeiten. Das gilt ebenso für Kleinstlebewesen, die den Polypen und manchen Fischen als Nahrung dienen. Dadurch sind viele Fischarten bedroht. Die erhöhte Abgabe von CO2 in die Atmosphäre lässt die Meere wärmer und saurer werden Steuerung und Regelung Die Veränderung von Umweltfaktoren beeinflusst das Zusammenleben von Korallenpolypen und Zooxanthellen: Steigt die Wassertemperatur, produzieren die einzelligen Algenpartner der Polypen giftige Stoffe, woraufhin sie von den Polypen ausgestoßen werden. Abb. 6: Korallenriffe sind Lebensraum für tausende Arten. Abb. 7: Steinkorallen. Steinkorallen ernähren sich von Kleinstlebewesen wie kleinen Krebsen und leben in einer engen Gemeinschaft mit einzelligen Algen. Die zunehmende Erwärmung, Versauerung und Düngung der Meere bedroht die Korallen und damit die Riffe. 35.0 50 40 30 20 10 0 10 20 Zooxanthelle aus einer Zelle des Magenraums Magenraum Kalkskelett Fußscheibe Tentakel Korallenpolyp Der Salzgehalt muss zwischen 35 und 42 Promille (1/1 000) liegen. Kleinkrebse sind Beutetiere und werden von den Polypen mit Tentakeln gefangen. Algen überwachsen Korallen bei hohem Nitrat- und Phosphatangebot als Konkurrenten um diese Mineralstoffe. Die Temperatur muss im Winterdurchschnitt über 20 °C liegen; bei lang anhaltenden Höchstwerten im Sommer um 30 °C oder mehr kommt es zur Korallenbleiche. Die intrazellulären Zooxanthellen und der Korallenpolyp profitieren als Symbiosepartner voneinander. 5.2 Korallensterben Nur zu Prüfzwecken – Eig ntum des Verlags öbv
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