Weltweit sterben die Korallenriffe. Lassen sich die Meerestiere womöglich künstlich vermehren, um Riffe wieder aufzuforsten? Für Feldexperimente ist Doktorandin Laura Fiegel für drei Monate zur Insel Moorea mitten im Südpazifik gereist.
Laura Fiegel schnorchelt. Als es tiefer wird, taucht sie ab. Das Wasser: türkisfarben. Am Festland hinter ihr: vulkanische Bergketten, Tropenwald, weißer Sand. Nicht zum Badeurlaub ist die 30-Jährige für drei Monate nach Moorea gereist – einer nur elf Kilometer breiten, zu Französisch-Polynesien gehörenden Insel mitten im tropischen Südpazifik direkt neben Tahiti. Sondern um herauszufinden, unter welchen Bedingungen sich Steinkorallen leichter vermehren können. Vorsichtig löst sie die Kalkskelette vom Meeresboden. Hammer und Meißel sind ihr dabei behilflich, einzelne Korallen möglichst schonend aus dem Riff zu lösen.
Womit Fiegel am anderen Ende der Welt experimentiert, soll in ihre Doktorarbeit einfließen. In der Arbeitsgruppe Umweltbiochemie unter der Leitung von Prof. Dr. Peter Schupp beschäftigt sie sich mit weiteren Forschenden damit, wie sich Babykorallen mithilfe bestimmter biochemischer Stoffe ansiedeln lassen. Die langfristige Vision: dazu beitragen, dass geschädigte Riffe womöglich mit neuartigen Methoden wiederbelebt werden können.
Denn den Korallen geht es weltweit schlecht. Ganze Riffe sterben ab. Die Gründe sind vielfältig. Neben Überfischung und Umweltverschmutzungen ist das Hauptproblem, dass die Meere sich durch den Klimawandel erwärmen, was die lebenswichtige Symbiose zwischen Korallen und Mikroalgen stört. Die Folge: Die Korallenstöcke bleichen aus und sterben schließlich ab. Zusätzlich können Artengefüge und Nahrungsnetze aus dem Lot geraten. Wie sehr sich zusätzliche Stressfaktoren negativ auf Korallenriffe auswirken können, zeigt sich zum Beispiel am Dornenkronenseestern. Er frisst Korallen in großem Stil, indem er sich über die Tiere stülpt. Bei Massenausbüchen kann diese Art in kürzester Zeit die Korallen ganzer Riffe fressen.
Babykorallen ansiedeln
Wie sehr dieser gefürchtete „Riffkiller“ wütet, kann Fiegel beim Tauchen selbst beobachten. Die über 30-stündige Flugreise nach Moorea hat sie aber vor allem deshalb angetreten, um unter realen Bedingungen zu erfahren, ob bestimmte Korallenarten in freier Wildbahn im Südpazifik auf eine neu entwickelte Ansiedlungsmethode anspringen. Diese hatte sich zuvor bei Tests im Laboraquarium am Wilhelmshavener Standort des Instituts für Chemie und Biologie des Meeres (ICBM) als vielversprechend erwiesen.
Das Vorgehen ist aufwändiger als die herkömmliche künstliche Vermehrungsmethode der Fragmentierung, bei der Stücke erwachsener Korallen abgebrochen werden, um kleine Ableger, quasi Klone, zu züchten. Stattdessen setzt Fiegel die beim Tauchen aus dem Riff herausgelösten Korallen zu einem ganz bestimmten Zeitpunkt in ein Aquarium um, das sich auf der Insel befindet. Und zwar genau dann, wenn das Ablaichen ansteht, also in dem Moment, wenn Korallen Millionen von Eizellen und Spermien ins Wasser lassen – verpackt in kleinen „Paketen“. Steigen diese an die Oberfläche, platzen die Pakete auf. Eizellen und Spermien müssen dann einander für die Befruchtung im Wasser finden. Ausgelöst wird dieser Prozess der sexuellen Vermehrung durch Umweltfaktoren wie Mondzyklus und Wassertemperatur. Exakt vorhersagen lässt sich dieser Zeitpunkt insbesondere im Aquarium nicht, weshalb Fiegel in dieser Phase nach Sonnenuntergang alle halbe Stunde kontrollieren muss, was sich im Becken tut.
Korallen resistenter machen im Klimawandel
Sobald sich aus den befruchteten Eizellen schwimmende Korallenlarven entwickelt haben, versetzt Fiegel ihnen den biochemischen Signalstoff Cycloprodigiosin (CYPRO). Dieser löst die Ansiedlung, also die Umwandlung von einer schwimmenden Larve zu einem festsitzenden Polypen aus. Auf natürliche Weise passiert dieser Prozess erst, nachdem die Larven mehrere Tage durch das Riff schwimmen – und nicht immer ist das erfolgreich. Im Forschungsinstitut lösen die Forschenden diesen Prozess mithilfe der Chemikalie künstlich unter kotrollierten Bedingungen im Aquarium aus – was bei einigen Experimenten mit einer deutlich höheren Erfolgsquote als in der Natur einherging.
Fiegel und weitere Forschende weltweit feilen momentan an Methoden, mithilfe derer man langfristig Babykorallen wieder ins natürliche Riff ausbringen könnte. Der Vorteil dieser Vermehrungsmethode: „Wir gehen davon aus, dass sich die jungen Korallen besser an veränderte Umweltbedingungen anpassen können als geklonte Ableger“, erläutert Fiegel. „Durch die sexuelle Vermehrung entstehen neue Genkombinationen und Tiere mit einer größeren Variabilität von Eigenschaften.“ Forschungsarbeiten anderer Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen zeigten bereits, dass sich auf diesem Wege vermehrte junge Korallen besser an wärmere Wassertemperaturen anpassen konnten.
„Solche Forschungsansätze werden allerdings nicht das weltweite Korallensterben stoppen können“, betont Fiegel. Zumal es sich bislang um Grundlagenforschung handelt. Bereits ausgewertete erste Experimentierdaten aus Moorea deuten darauf hin, dass der biochemische Stoff die Ansiedlung von Korallenlarven aus der freien Wildbahn weniger stark förderte als im Labor. Woran das liegt, ist noch ein Rätsel. Auffällig sei laut Fiegel, dass auch andere Ansiedlungsmethoden auf Moorea nicht so gut wie erwartet funktionierten. „Vielleicht sind die Larven dieser Kolonien nicht gesund oder die natürlichen Ansiedlungssubstrate im Riff funktionieren nicht mehr so wie früher“, vermutet sie. Um das zu bewerten, bräuchte es weitere Experimente.
