Rettung der Riffe

Der Klimawandel vernichtet viele spektakuläre Korallen. Wissenschaftler bemühen sich um den Schutz der Riffregionen und entwickeln widerstandsfähige Arten. Doch die Zeit wird knapp.

Bilder Von David Doubilet und Jennifer Hayes
Veröffentlicht am 23. Apr. 2021, 13:45 MESZ
Opal Reef in Ursprungsform und nach seiner Beschädigung

Opal Reef, ein Teil des australischen Great Barrier Reef, wurde 2016 und 2017 beschädigt. Auslöser war ein rasanter Anstieg der Wassertemperatur. Um die Auswirkungen des Klimawandels auf die Riffe zu dokumentieren, kehrten Jennifer Hayes und David Doubilet zu einigen der eindrucksvollsten Riffe zurück, die sie Jahre zuvor fotografiert hatten. 

Bild David Doubilet und Jennifer Hayes

Die Taucher jubelten in ihre Atemregler und fuchtelten mit Armen und Beinen, außer sich vor Freude. Es war eine Nacht im August 2020. Die Meeresbiologin Hanna Koch und ihre Kollegen vom Mote Marine Laboratory & Aquarium glitten in vier Meter Tiefe über ein Riff in den Florida Keys hinweg. Plötzlich, kurz vor Mitternacht, schossen in einer lautlosen Explosion winzige rosa- und orangefarbene Spermienbündel und Eier aus den Korallen hervor und färbten das Meer – eine Eruption des Lebens in pointilistischen Tupfern. Die plötzliche, schwallartige Fortpflanzung ist typisch für viele riffbildende Korallen. Gewöhnlich ereignet sie sich einmal jährlich in einer Sommernacht, wenige Tage nach Vollmond. (…)

Doch dies war kein gewöhnliches Laichereignis. Wissenschaftler von Mote hatten die Bergsternkorallen – Orbicella faveolata, vom „Endangered Species Act“ als bedroht eingestuft – im Rahmen einer Riffsanierung 2015 gezüchtet und „ausgepflanzt“. Noch im selben Jahr überlebten die Korallen eine Bleiche, im Jahr 2017 einen Hurrikan der Kategorie 4, zwei Jahre später eine Krankheit. Damit hatten sie ihre bemerkenswerte Widerstandsfähigkeit unter Beweis gestellt. Ein paar Jahre früher als ihre wilden Artgenossen erreichten sie die Fortpflanzungsreife und laichten als erste restaurierte riffbildende Korallen im Meer.

Die erste große Korallenbleiche

Vor fast 40 Jahren wurde Peter Harrison, Meeresökologe an der Southern Cross University in Australien, Zeuge der ersten großen Korallenbleiche. Was er bei seinem Tauchgang vor Magnetic Island im Great Barrier Reef sah, machte ihn fassungslos: „Das Riff war ein Flickenteppich aus gesunden und extrem ausgebleichten Korallen, der Beginn einer Geisterstadt“, berichtet er. Nur wenige Monate zuvor hatte es an derselben Stelle vor farbenprächtigem tropischem Leben gewimmelt. (…)

Die Zerstörung, die Harrison 1982 beobachtete, wiederholte sich in jenem Jahr und im Jahr darauf an vielen weiteren Riffen im Pazifik. 1997 und 1998 wurde der Prozess zu einem globalen Phänomen. Rund 16 Prozent der Korallen weltweit starben. Steigende Temperaturen, Verschmutzung und Krankheiten, ein erhöhter Säuregehalt im Meer, invasive Arten und weitere Faktoren führen zur Ausbreitung der „Geisterstädte“ unter Wasser. Wissenschaftler vermuten, dass bis vor gut 40 Jahren etwa alle 25 Jahre starke Bleichen vorkamen. Dazwischen konnten sich die Korallen erholen. Heute ereignen sich die Bleichprozesse ungefähr alle sechs Jahre. An manchen Orten könnten sie bald jährlich auftreten.

„Die Erderwärmung ist der entscheidende Faktor“, sagt der Meeresbiologe Terry Hughes von der James Cook University in Australien. „Egal, wie gut wir die Gewässer säubern, die Riffe werden zugrunde gehen.“ Im Hitzejahr 2016 kam es im Great Barrier Reef bei 91 Prozent der Korallenriffe zur Bleiche. (…)

In den Florida Keys sieht der 18-jährige John Ziska, seit 2015 als Volontär bei SCUBAnauts International tätig, nach den Stecklingen von Geweihkorallen (Acroporen). In den letzten zehn Jahren haben Taucher fast 110 000 Fragmente in die maroden Riffe Floridas eingepflanzt.

Bild David Doubilet und Jennifer Hayes

Die Erderwärmung ist der entscheidende Faktor

Die Hitze, unter der so viele Riffe leiden, hat nicht überall dieselbe Wirkung. „Der Klimawandel betrifft zwar unseren ganzen Planeten, doch im Detail gibt es viele Variationen“, sagt der Korallenökologe Charlie Veron, ehemals wissenschaftlicher Leiter am Australian Institute of Marine Science. „Die Korallenbleiche tritt nur an manchen Stellen auf, je nach den lokalen Wetterbedingungen. Hier vorne schützen vielleicht gerade Monsunwolken das Riff vor der Sonneneinstrahlung, während dort drüben der Himmel blau ist und die Sonne aufs Wasser brennt.“ Diese Variabilität erschwere besonders die Planung großflächiger Maßnahmen, ergänzt er.

Seit über 20 Jahren nutzt die National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) Satellitendaten sowie lokale Messwerte, um das Wann und Wo drohender Korallenbleichen vorherzusagen. „Das gibt den Verantwortlichen Vorlaufzeit, um Schutzmaßnahmen hochzufahren“, sagt Mark Eakin, Koordinator der Behörde Coral Reef Watch. Das Frühwarnsystem veranlasste einige Ressourcenmanager, den Zugang zu gefährdeten Riffgebieten einzuschränken, seltene Korallen vorausschauend zu entnehmen und künstliche Beschattungssysteme zu erproben.

Solche „Notfallstrategien“ sind nicht billig und keine langfristige Lösung. Und sie nützen nichts, wenn die Korallen bereits tot sind. Daher versuchen Wissenschaftler, Riffe wieder aufzuforsten. Dem Vorhaben kommt zugute, dass Korallen zwar Tiere sind, sich jedoch ähnlich wie Pflanzen züchten lassen: Man sammelt Stecklinge, zieht sie in Aufzuchtstationen groß, verpflanzt die reiferen Organismen auf die geschädigten Riffe und setzt so, wenn alles gut geht, neues Leben in Gang.

Seit Jahrzehnten feilen Ökologen an dieser Methode für schnell wachsende, sich verzweigende Korallen, doch bis vor Kurzem wagten sich nur wenige Meeresfarmer an die Züchtung der eigentlichen Bausteine von Riffstrukturen – wie Stein- und Hirnkorallen. Diese langsam wachsenden Riesen, die mehrere Hundert Jahre leben, brauchen Jahrzehnte bis zur Reproduktionsreife. Ein Durchbruch gelang den Forschern von Mote mit der „Microfragmenting“-Methode: Abgesägte winzige Korallenfragmente verhalten sich nämlich ein wenig wie verletzte Haut – sie wachsen extrem schnell nach, teils zehnmal schneller als größere Korallenstücke. In Laboraquarien dicht nebeneinander gezüchtete Polypen aus der gleichen Kolonie verschmelzen und erreichen schneller ihre reproduktionsfähige Größe. Arten, die üblicherweise mindestens zehn Jahre für die Reife brauchen, konnten so innerhalb weniger Jahre mit dem Laichen beginnen.

Doch am Ende fielen viele gezüchtete Geweihkorallen der Hitze zum Opfer. Daher müsse man sich auf hitzeresistente Korallen konzentrieren, sagt Erinn Muller, leitende Biologin bei Mote. Sie untersucht unter anderem den Zusammenhang zwischen der Wassertemperatur und der Korallenkrankheit Stony Coral Tissue Loss Disease (SCTLD), die erstmals 2014 in den Florida Keys auftrat und dort inzwischen das 580 Kilometer lange Barriereriff fast komplett befallen hat. „Krankheiten sind ein chronisches Problem für Korallen. Daher testen wir ihre Toleranz in Bezug auf Krankheiten und Hitze und steigern die Reproduktion der Arten, die beide Risiken in den nächsten Jahrzehnten am ehesten überleben“, sagt sie. „Die Widerstandsfähigkeit der Korallen ist direkter Bestandteil unseres Restaurationsprozesses.“ (…)

Die Überlebenschance einer einzelnen Korallenlarve liegt bei eins zu einer Million

Auf der anderen Seite des Planeten weiß Peter Harrison, dass die Überlebenschance einer einzelnen Korallenlarve bei nur etwa eins zu einer Million liegt, egal, wie gut ihr elterliches Erbgut ist. Diese Chancen will er dramatisch verbessern. „Larven haben nur begrenzt Kontrolle über ihre Bewegungsrichtung“, sagt er. Meist driften sie ab. Und wenn die Larven endlich auf einen geeigneten Untergrund stoßen, erwarte sie bereits eine „Mauer offener Mäuler, um sie zu verspeisen“, so Harrison.

Daher sammelt Harrison mit seinen Teams Eier und Spermien von Korallen, die eine Bleiche überlebt und sich als hitzetolerant erwiesen haben. Die Haltung dieser Gameten in Netzen nahe der Meeresoberfläche begünstigt die Befruchtung und Larvenbildung. Der Nachwuchs wird später auf die beschädigten Riffe verteilt. Zwei Verteilungsmethoden erprobt Harrison: ferngesteuerte „Larvalbots“, die die Larven über die Riffe sprühen, oder Zapfen aus Keramik mit anhaftenden Larven, die zwischen Riffspalten gesteckt werden. (…)

Wie in einem Schneesturm wirbeln Koralleneier und -spermien über dem Moore Reef, einem Teil des Great Barrier Reef. Durch das alljährliche „Massenlaichen“ – getriggert von Mondzyklus, Wassertemperatur und Dauer des Tageslichts – erhalten Korallen ihre genetische Vielfalt. 

Bild David Doubilet und Jennifer Hayes

Das Massenlaichen der Korallen, das Harrison zum Sammeln der Gameten nutzt, ist für die Natur ein Mittel zum Erhalt der genetischen Vielfalt, da sich Eier und Spermien verschiedenster Vorgängergenerationen mischen. Doch weil die Riffe kränker werden, laichen weniger Korallen erfolgreich. Nach den Bleichereignissen von 2016 und 2017 am Great Barrier Reef vermerkten Terry Hughes und Kollegen einen Rückgang der Larvenbesiedlung an den Korallen um 89 Prozent.

In einem Labor am Australian Institute of Marine Science schubst die Genetikerin Madeleine van Oppen natürliche Anpassungsvorgänge an, um solche Verluste zu reduzieren. Die Entdeckung von Genen, die den Wärmehaushalt der Algen und der in Korallen lebenden Bakterien steuern, „lässt uns diese intimen Beziehungen besser verstehen und nutzbar machen“, sagt sie. Die laborgezüchteten Algen wurden über Jahre schrittweise höheren Temperaturen ausgesetzt. So sorgen natürliche Auslese und zufällige Mutationen für die Entwicklung hitzeresistenterer Algen – im Schnellverfahren. Korallen, die sich auf eine Symbiose mit diesen Laboralgen einließen, waren weniger bleichanfällig. Van Oppen plant, auch die Bakterien aus dem Mikrobiom der Korallen weiterzuentwickeln. (…)

Mantarochen schwimmt in einem Ozean aus Müll
Indonesien ist bei Touristen auch wegen seiner klaren, blauen Gewässer sehr beliebt. Ein Taucher, der vor der Küste der Insel Nusa Penida bei Bali schwamm, entdeckte diese tragische Szene unter der Oberfläche des Paradieses.

Auch Hybride züchten die Wissenschaftler am Institut. Sie kreuzen Korallen, die an wärmere Gewässer angepasst sind, mit Korallen derselben Art aus kälteren Gebieten, um zu sehen, ob Hitzeresistenz an die Nachkommen vererbt wird. Erste Ergebnisse sind vielversprechend. „Und wir züchten Hybride aus unterschiedlichen Korallenarten, die im Vergleich zu ihren reinrassigen Artgenossen klimaresistenter sind“, sagt van Oppen.

Die Korallenzusammensetzung hat sich völlig verändert

Erfreulicherweise erledigen Korallen an manchen Orten diese Arbeit alleine: Forscher haben an den Riffen im zentralpazifischen Kiritimati, dem größten Atoll der Welt, Korallen entdeckt, die sich nach einer Hitzewelle von der Bleiche erholten, indem sie von selbst hitzeresistente Algen aufnahmen. Weltweit sind Korallenriffe in Mitleidenschaft gezogen, da sie eine Erwärmung von durchschnittlich über einem Grad verkraften müssen. „Und sie existieren noch“, sagt Hughes. „Die Korallenzusammensetzung hat sich völlig verändert, verglichen zu vor fünf Jahren, doch daraus schöpft sich ihre Resilienz.“ (…)

Wegen der Erderwärmung haben einige Wissenschaftler mit der Einlagerung von Steinkorallen in „lebenden Biobanken“ begonnen, um eine möglichst große Artenvielfalt zu erhalten. Ein Institut in Sarasota, Florida, nimmt Exemplare aus den USA auf. „Das ist etwas, das wir sofort tun können: Jede Korallenart sammeln, kenn- zeichnen und auf unbestimmte Zeit am Leben erhalten, für genetische Studien und, wenn möglich, um die Ozeane eines Tages wieder mit in der freien Natur ausgestorbenen Arten zu besiedeln“, sagt Veron, ein Gründer der Biobank. „Es ist unsere Pflicht, jedes verfügbare Instrument zu nutzen, um die Riffe am Leben zu erhalten. Ich finde, das müssen wir ganz einfach tun.“

Aus dem Englischen von Dagmar Brenneisen

Die Wissenschaftsautorin Jennifer S. Holland ist langjährige NATIONAL-GEOGRAPHIC-Mitarbeiterin. David Doubilet und Jennifer Hayes haben vor, gemeinsam mit indonesischen Wissenschaftlern Schutzkonzepte für das sehr artenreiche Korallendreieck zu erarbeiten.

Dieser Artikel erschien in voller Länge in der Mai 2021-Ausgabe des deutschen NATIONAL GEOGRAPHIC Magazins. Keine Ausgabe mehr verpassen und jetzt ein Abo abschließen!

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