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GEBURTSHILFE FÜR KORALLEN


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TAUCHEN - epaper ⋅ Ausgabe 111/2022 vom 25.10.2022

KORALLEN

Artikelbild für den Artikel "GEBURTSHILFE FÜR KORALLEN" aus der Ausgabe 111/2022 von TAUCHEN. Dieses epaper sofort kaufen oder online lesen mit der Zeitschriften-Flatrate United Kiosk NEWS.

DIE HOCHZEITSNACHT DER KORALLEN

An einem kleinen Strand in der Karibik, kurz nach Sonnenuntergang, macht sich ein Team aus WissenschaftlerInnen und HelferInnen für ihren Nachttauchgang bereit. Zusätzlich zu ihrer Tauchausrüstung haben sie speziell gefertigte Netze aus feinem Stoff dabei, mit denen sie Korallenlaich sammeln wollen. Viele Korallenarten laichen einmal im Jahr in einer einzigen großen gemeinsamen Hochzeitsnacht – dem Massenlaichen der Korallen. Mehrere Nächte schon besuchen die TaucherInnen das Riff, um dieses einzigartige Ereignis auf keinen Fall zu verpassen. Als das Team aufbricht, ist das Meer bereits pechschwarz. Kaum stecken sie ihre Köpfe unter Wasser, wird ihnen klar, diese Nacht ist anders. Das Riff knistert und knackt vor Aktivität – die nachtaktiven Riffbewohner beziehen aufgeregt Position für ein besonderes Festessen: den reichhaltigen Korallenlaich. Die ...

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... TaucherInnen beobachten, wie sich die ersten Korallen für das Laichen bereitmachen. Kleine hellrosa Kügelchen, Ei und Sperma Pakete, erscheinen in den Mündern der Korallenpolypen wie schimmernde Perlen. Nun ist es Zeit die Sammelnetze über den Korallen auszubreiten. Die Netze werden von einer kleinen Boje aufrecht gehalten und wiegen sanft in der Strömung hin und her. Durch ihren Auftrieb schweben die Laich-Kügelchen - der Korallenlaich – im Netz noch oben und sammeln sich in einem Probengefäß an der Spitze des Netzes. Einmal gefüllt wird es abgeschraubt und durch ein Leeres ersetzt.

SCHLECHTE ZEITEN FÜR KORALLEN

Der Mensch verändert massiv die Erdatmosphäre, was dazu führt, dass die Meerestemperatur ansteigt und unsere Meere saurer werden. Dazu kommen lokale Bedrohungen wie Lebensraumzerstörung und Überfischung. Die Korallenriffe sind das erste Ökosystem, welches als Ganzes betroffen ist, und nach aktuellem Forschungsstand werden die meisten Riffe das nächste Jahrhundert nicht erleben – es sei denn, wir unterstützen sie dabei. Ganze Riffe sind bereits abgestorben und in den letzten Jahrzehnten sind weltweit mindestens die Hälfte der Korallen gestorben. Und wenn viele Elternkolonien sterben, gibt es zu wenig Nachwuchs.

Die wenigen Korallenlarven, welche auf der Suche nach einem neuen Zuhause am Riff ankommen, müssen sich gegen so viele Widrigkeiten behaupten, dass ihre Chancen, das fortpflanzungsfähige Alter zu erleben oft verschwindend gering sind. Doch damit sich die Riffe von den immer häufigeren Katastrophen wie globalen Korallenbleichen erholen können, wird neuer Nachwuchs dringend gebraucht. Keine Korallen, keine Riffe. Und aus einer ökologischen Katastrophe dieses Ausmaßes resultieren dann auch enorme sozioökonomische Kosten.

Natürlich ist es zwingend nötig die grundlegenden Ursachen des Massensterbens zu bekämpfen, sowohl den Klimawandel als auch die lokalen Bedrohungen. Das wird nicht leicht und vor allem letzteres kostet Zeit. Zeit, welche die Korallenriffe nicht haben – die Geschwindigkeit mit der ganze Ökosysteme zugrunde gehen ist alarmierend.

Die gemeinnützige Organisation SECO-RE hat sich der Entwicklung von Methoden und Technologien zur nachhaltigen Aufforstung von Korallen verschrieben. Korallen von ihrem ersten Lebenstag an zu züchten hat entscheidende Vorteile. Einer davon ist, dass es durch ein einziges Massenlaichen möglich ist, Millionen von Korallenembryos einer Art zu erhalten. Das ist insbesondere wichtig, da es eine große Herausforderung der Riffaufforstung ist, diese endlich in einem wirkungsvollen Maßstab umzusetzen, um dem massiven Korallensterben weltweit auch flächenmäßig etwas entgegenzusetzen.

WARUM WIR INGENIEURE UND TECH-NOLOGIEENTWICKLUNG BRAUCHEN

Für eine erfolgreiche Aufforstung der Korallenriffe sind die Durchführbarkeit, der angewandte Maßstab und letztendlich die entstehenden Kosten entscheidende Faktoren. Mindestens ebenso wichtig sind der Erhalt und die Förderung der genetischen Vielfalt, denn nur durch diese können Korallen sich an die rapide ändernden Bedingungen in unseren Ozeanen anpassen.

SECORE verfolgt einen einzigartigen Ansatz bei dem die Erforschung des Lebenszyklus von Korallen, die Entwicklung neuer Methoden und deren Übersetzung in anwendbare Technologien Hand in Hand gehen. Für jeden Standort braucht es eine passende Strategie, eingebettet in gesetzliche Naturschutzvorgaben und bewährte Verfahren - erarbeitet mit Partnern vor Ort.

Doch beginnen wir am besten bei den Korallen. Diese Koloniebildenden Tiere haben einen überraschenden Lebenszyklus. Während sie später fest an einem Platz sitzen und sich dabei ihren Lebensraum durch die unglaublichen Strukturen ihrer Kalkskelette selbst auf bauen, haben sie tatsächlich eine kurze Larvenphase, in der sie frei im Wasser herumschwimmen. Dabei können sie große Entfernungen mit der Strömung zurücklegen und neue Riffe besiedeln, also auch weiter entfernte Riffe untereinander durch Genfluss („gene flow“) verbinden. Die kleinen Korallenlarven können selbstständig schwimmen und sind mit Sinnen ausgestattet, die es ihnen ermöglichen am Ende ihrer Reise den geeigneten Platz auszusuchen, an dem sie sich für den Rest ihres Lebens niederlassen. Dies ist die wichtigste Entscheidung ihres Lebens, denn fortan sind sie als festsitzende Lebewesen darauf angewiesen, dass ihre Wahl die richtige war.

Die meisten riff bildenden Korallen laichen synchron – jede Art zu ihrer eigenen Zeit. Dabei stimmen sie sich teilweise bis auf die Minute genau ab. Wie die Korallen dies schaffen, ist noch nicht ganz geklärt. Man weiß jedoch, dass der Temperaturverlauf über das Jahr den Monat bestimmt, der Mondzyklus den Tag und der Zeitpunkt des Sonnenuntergangs wichtig für das exakte Timing ist. Wenn allerdings die wenigen, verbleibenden Elternkolonien zu weit voneinander entfernt sind, als dass ihre Eier und Spermien zusammentreffen können, scheitern sie schon an diesem ersten Schritt. Nach dem Laichen schweben die abgegebenen Eier und Spermien Pakete zur Wasseroberfläche, wo sie sich sammeln, auf brechen, und die Befruchtung stattfindet.

Um neue Korallenbabys zu züchten, wird der Laich mit speziellen Netzen gesammelt und dann auf einem Boot, am Strand oder in einem Labor in der Nähe befruchtet. Zeit ist hier ein entscheidender Faktor, die Befruchtung selbst passiert dagegen praktisch von allein. Die sich entwickelnden Embryos werden kurz nach der Befruchtung in schwimmende Korallen-Aufzuchtbecken gesetzt oder, wenn diese z.B. nicht sicher verankert werden können, in Becken an Land. Die schwimmenden Aufzuchtbecken sind idealerweise in der Nähe oder über dem Riff verankert und bieten den heranwachsenden Korallen-babys die Möglichkeit, sich schnellstmöglich an die lokalen Umweltbedingungen anzupassen.

Die Aufzuchtbecken wurden zusammen mit Ingenieuren entwickelt: Ein auf blasbarer Ponton lässt sie schwimmen und verhindert das Wasser hinein- oder hinausschwappt, Fenster aus feinem Netzstoff unter Wasser ermöglichen einen Wasseraustausch im Becken, während ein Baldachin vor zu viel Sonneneinstrahlung schützt. Vor allem aber benötigen die Korallen einen geeigneten Platz, um sich anzusiedeln. Siedlungssubstrate werden dazu in die schwimmenden Aufzuchtbecken eingesetzt. An die 1500 Substrate fasst ein Aufzuchtbecken zurzeit – dieses Jahr wird zum ersten Mal die doppelte Menge Substrate pro Becken im Feld getestet, bald werden es noch mehr sein. Die Substrate selbst sind kleine Tetraeder aus Keramik, die den Larven geschützte Mikrolebensräume zum Ansiedeln bieten und in großer Menge maschinell produziert werden können. Bevor sie in die Aufzuchtbecken gesetzt werden, verbleiben sie einige Wochen im natürlichen Riffwasser, um einen geeigneten Biofilm wachsen zu lassen. Den braucht es, damit sich die Korallenlarven erfolgreich ansiedeln.

Später können die wachsenden Korallenbabys mit den Siedlungssubstraten sicher ins Riff gebracht werden. Dank ihrer 3-D Form stabilisieren sich die Substrate selbst im Riffe, verkeilen sich durch Wasserbewegung in der Riffstruktur und müssen nicht manuell befestigt werden. All das reduziert die Arbeitszeit bei der Aufforstung und senkt im Vergleich zu herkömmlichen Methoden die Kosten um 90 %. Auch der Einsatz von Drohnen und andere Formen der Automatisierung werden in naher Zukunft eingesetzt werden.

SALZIGE SUPPE DES LEBENS

Für heute Nacht ist genug Korallenlaich gesammelt worden und die TaucherInnen eilen mit ihrer wertvollen Beute zurück ins Labor, um eine neue Korallengeneration zum Leben zu erwecken. Noch nass vom Tauchgang gießen die WissenschaftlerInnen den gesammelten Laich von verschiedenen Elternkolonien in Behälter mit gefiltertem Meerwasser. Beim vorsichtigen Mischen dieser salzigen Lebenssuppe brechen die Ei- und Samenbündel auseinander und die Befruchtung findet statt – praktisch ganz von allein. Dann arbeitet das Team hoch konzentriert weiter, denn die befruchteten Embryos müssen sorgfältig gereinigt werden, nicht befruchtete Eizellen und vor allem überflüssiges, schnell absterbendes Sperma verunreinigt sonst das Wasser. Sofort beginnen die mikroskopisch kleinen Embryonen zu wachsen und entwickeln sich in der folgenden Woche zu Korallenlarven. Vor ein paar Tagen hat das Team zwei der schwimmenden Aufzuchtbecken installiert und nahe dem Ufer verankert – schwimmende Kinderkrippen für die Korallenbabys. Es ist bereits nach Mitternacht, als eine kleine Delegation erschöpfter, doch glücklicher Wissenschaftlerinnen die gereinigten Korallenembryos in ihr neues Übergangsheim umsiedelt. Vorsichtig gießen sie die Larven aus dem Transportbehälter in das Aufzuchtbecken. Im Schein der Taschenlampen sieht man unter der Wasserober- fläche die hellen Siedlungssubstrate in den Kisten schimmern. In den kommen- den Tagen überwacht das Team die Entwicklung der Korallenlarven. Endlich sind die kleinen Larven bereit, sich einen Platz zum Ansiedeln zu suchen und nutzen dazu die bereitgestellten Substrate. Eine freischwimmende Korallenlarve wandelt sich dabei in einen ersten, festsitzenden Korallenpolypen um, dieser teilt in weitere Polypen und wächst so zu einer Korallenkolonie heran.

WARUM GENETISCHE VIELFALT SO WICHTIG IST

Grundsätzliche gibt es zwei wichtige Vorteile der Korallenzucht im Vergleich zu herkömmlichen Methoden. Zum einen die Möglichkeit der Massenproduktion von Korallennachwuchs. Zum anderen ist jedes durch natürliche Vermehrung entstandene Korallenbaby genetisch einzigartig. Das erhält und fördert die genetische Vielfalt - generell eine Voraussetzung für gesunde Populationen von Lebewesen. Die Veränderungen der Meeresumwelt geschehen schnell und sind extrem. Daher verfolgt SECORE eine Strategie, welche das Anpassungspotenzial der Korallen bestmöglich fördert. Bei der sexuellen Fortpflanzung findet genetische Rekombination statt – jedes neue Lebewesen bekommt dadurch seinen eigenen genetischen Fingerabdruck, die Sammlung seiner einzigartigen Merkmale. Mit SECORE’s Ansatz werden viele genetisch einzigartige Korallenbabys zurück ins Riff gesetzt. So hat die natürliche Selektion die Möglichkeit neue Korallenpopulationen zu formen, deren Individuen besser an die aktuellen und sich verändernden Bedingungen im Riff angepasst sind als ihre sich dann sterbenden Eltern.

Weltweit gibt es intensive Forschung, um bestimmte Genotypen von Korallen zu schaffen, Korallen mit Eigenschaften, welche widerstandsfähiger gegen warme Temperaturen oder Krankheiten machen. Noch ist es nicht so weit, doch wenn die dieser Studien erfolgreich sind und ihre Anwendung in Bezug auf Risiken und Nutzen als sinnvoll erachtet wird, braucht man auch hierfür groß angelegte Züchtungs- und Kulturtechniken – wie SECORE sie entwickelt – um dies in einem wirkungsvollen Umfang umzusetzen.

Unter anderen Voraussetzungen würde man wohl eher einen Bereich nach dem anderen abarbeiten: zuerst die Grundlagen Forschung, dann das Entwickeln und Testen von Methoden und Technologien und zuletzt deren Umsetzung. Doch diese Zeit haben wir nicht mehr. Dieses Jahrzehnt ist möglicherweise das Letzte, in dem es mit unserer Hilfe noch gelingen kann, die Weichen in Richtung Zukunft für die Korallenriffe zu stellen.

Daher hat sich SECORE für eine zweigleisige Strategie entschieden: Durch SECORE‘s Trainings- und Implementationsprogramm lernen lokale Partner die aktuellen Methoden und die Anwendung innovativer Technologien für eine wirkungsvolle Riffaufforstung, welche diese dann vor Ort umsetzen. Gleichzeitig werden Forschung, Entwicklung und Anpassung von Methoden und Technologien weiter vorangetrieben. Voraussetzung für eine Teilnahme in diesem Programm ist, neben Interesse und nachhaltigem Engagement, auch eine vorhandene Logistik und die Einbindung in bestehende Projekte und Regularien vor Ort. Das heißt, meist gibt es einen marinen Managementplan und die Organisationen haben schon mit einer anderen Methode der Korallenaufforstung gearbeitet. In online und praktischen Kursen werden Vertreter der einzelnen Gruppen geschult, deren Standorte besucht und mit sie einem umfassenden Mentoring begleitet. Die Implementationspartner werden Teil einer Gemeinschaft, unterstützt durch Webinare und Workshops, in denen sie sich mit anderen Gruppen austauschen können – jeder Standort hat seine eigenen Herausforderungen und die gemachten Erfahrungen mit anderen zu teilen ist nicht nur motivierend, sondern auch hilfreich. Die enge Bindung und der Austausch mit seinen Implementationspartnern erleichtert es dem SECORE Team, Methoden und Technologien zielgerichteter zu optimieren und weiterzuentwickeln.

ZURÜCK IM RIFF

Diesmal sind die TaucherInnen im sonnendurchfluteten Riff unterwegs. Ein Jahr ist vergangen und die Korallenbabys sind zu kleinen Kolonien herangewachsen. Die ausgesetzten Siedlungssubstrate mit den jungen Korallen fügen sich perfekt in die Rifflandschaft ein und nur ein geschultes

Auge kann sie jetzt noch entdecken. Die TaucherInnen fotografieren jedes einzelne Substrat, um die Überlebensraten und das Wachstum dieser neuen Korallengeneration zu messen und zu beurteilen. Das haben sie während des letzten Jahres regelmäßig getan. Später an Land werden die WissenschaftlerInnen mit den Ergebnissen dieser Kohorte zufrieden sein: Viele der Substrate beherbergen mindestens eine gesunde junge Koralle - und so soll es sein. Letztendlich ist es eine Koralle, die das Substrat überwächst, es dabei fest ins Riff zementiert und in ein paar Jahren alt genug ist, um selbst zu laichen. Auf dem Rückweg kommen die TaucherInnen an ein paar Elchgeweihkorallen vorbei, welche sie selbst vor fast einem Jahrzehnt gezüchtet und ausgepflanzt haben. Wenn es Zeit wird für die nächtliche Korallenhochzeit, laichen diese Korallen seit einigen Jahren zusammen mit ihren wilden Verwandten im Riff.

SECORE

Die gemeinnützige Organisation SECORE International wurde 2015 gegründet und hat sich die Erhaltung und die Wiederaufforstung von Korallenriffen zum Ziel gesetzt. SECORE steht für SExual COral REproduction: Die natürliche Fortpflanzung der Korallen wird genutzt, um skalierbare Methoden und Technologien für eine wirkungsvolle Riffaufforstung zu entwickeln und anzuwenden.

Indem man Korallen aus gesammeltem Korallenlaich züchtet, können durch ein einziges Massenlaichen Millionen Korallenembryos entstehen. Gleichzeitig wird bei diesem Ansatz die genetische Vielfalt gefördert und so die Widerstandskraft der Korallen unterstützt. Die Arbeit von SE-CORE basiert auf wissenschaftlicher Forschung. Die resultierenden Erkenntnisse werden genutzt, um innovative Methoden und Technologien zu entwickeln, welche dann effizient für eine Riffaufforstung in großem Maßstab angewandt werden.

Um die direkte Anwendung der entwickelten Methoden und Technologien zu ermöglichen, arbeitet SECORE mit lokalen Partnern zusammen und hat dafür ein eigenes Trainings- und Implementationsprogramm entwickelt. Onlineschulung und praktische Ausbildung gehören ebenso dazu, wie regelmäßige Besuche von SECORE MitarbeiterInnen vor Ort und ein umfassendes Mentoring. Ziel ist es, die lokalen Aufforstungsprojekte nachhaltig zu etablieren, sodass diese nach fünf Jahren vollständig von den Implementationspartnern übernommen werden können. Im Anschluss werden die Partner dann zu Multiplikatoren, um in ihrem Land weitere Organisationen in nachhaltiger Riffaufforstung auszubilden. FUNDEMAR in der Dominikanischen Republik ist der erste von SECORE’s Implementationspartnern, der diesen Status erreicht hat und nun selbst Schulungen für nachhaltige Riffaufforstung durchführt.

Zurzeit arbeitet SECORE mit diversen lokalen Organisationen und Behörden in acht karibischen Ländern zusammen, unterstützt durch eine übergreifende Kooperation mit der GIZ (Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit) und The Ocean Foundation. SECORE führt eigene Pilotstudien zur Umsetzbarkeit der entwickelten Methoden und Technologien in Curaçao, Mexico und Florida durch und hat weitere Forschungskooperationen in den USA (University of Miami, Penn State University und Smithsonian Institution), Australien (Australian Institute of Marine Science, Southern Cross University) sowie Saipan (Johnston Applied Marine Sciences Institute).

SECORE‘s internationales Netzwerk ermöglicht eine fachübergreifende Zusammenarbeit, sowohl interdisziplinär als auch zwischen unterschiedlichen Entscheidungsträger und Stakeholder Ebenen. Dabei arbeitet SECORE zusammen mit renommierten Universitäten, gemeinnützigen Organisationen, Regierungen, Zoos und öffentlichen Aquarien, sowie anderen Interessengruppen, die sich zusammengeschlossen haben, um den Korallenriffen eine Zukunft zu geben.

Als gemeinnützige Organisation ist SECORE auf Unterstützung angewiesen – jeder kann etwas bewirken: Ihre Spende ist von entscheidender Bedeutung, damit SECORE seine wichtige Arbeit fortführen kann! Mehr über SECORE:

Carin Jantzen & Margaret Miller