Bleichbiologie

Vibrierendes Korallenriff in Palau, Mikronesien. Foto © Ian Shive

Erhöhte Meerwassertemperaturen in Kombination mit starkem Sonnenlicht verursachen bei Korallen eine thermische Belastung. Dieser Stress kann zu Störungen der normalen photosynthetischen Prozesse in den Zooxanthellen der Korallen führen, was zu einer Korallenbleiche führt.

Illustration, gesund bis tote Koralle, von GBRMPA

Quelle: Marine Park Authority des Great Barrier Reef (GBRMPA)

Rolle von Temperatur und Licht

Der Hauptauslöser von große Bleichereignisse ist ein Anstieg der Wassertemperaturen über dem normalen Sommermaximum. Bei erhöhten Temperaturen wird das photosynthetische System von Zooxanthellen leicht überwältigt einfallendes Licht was zur Produktion von reaktiven Sauerstoffspezies führt. Diese sind eine Quelle von oxidativem Stress im Gewebe der Koralle, was dazu führt, dass die Korallen Zooxanthellen ausstoßen, um weitere Gewebeschäden zu vermeiden. Während erhöhte Temperaturen der Auslöser für das Ausbleichen sind, ist auch Licht ein wichtiger Faktor. Eine erhöhte Bestrahlungsstärke kann das Bleichrisiko verstärken, während teilweise geschattete Korallen höhere Temperaturen tolerieren können, bevor sie gebleicht werden.

Erholung vom Bleichen

Zooxanthellen sind die Namen einer Vielzahl verschiedener Algen der Gattung Symbiodinium. Diese Zooxanthellen sind alle sehr verschieden, haben aber dieselbe sphärische Form, die es ihnen ermöglicht, innerhalb von Korallen und vielen anderen tropischen Meerestieren in für beide Seiten vorteilhaften Beziehungen zu leben. Im Gegensatz zu Hartkorallen sind Zooxanthellen auch in Arten von Weichkorallen, Seeanemonen, Gorgonien, Riesenmuscheln (Tridacna spp.) Und vielen Nudibranchen zu finden. Die Zooxanthellen fixieren die Lichtenergie der Sonne und sind sowohl für sich selbst als auch für die Tiere, in denen sie leben, von Vorteil. Sie erhalten einen sicheren Hafen und tauschen Stoffwechselprodukte in einer bemerkenswert effizienten wechselseitigen Beziehung aus. Diese Beziehung besteht seit über 200 Millionen Jahren und ist eine der wichtigsten für die Existenz von Korallenriffen. Foto © M. Takabayashi

Zooxanthellen sind die Namen einer Vielzahl verschiedener Algen der Gattung Symbiodinium. Diese Zooxanthellen sind alle sehr verschieden, haben aber dieselbe sphärische Form, die es ihnen ermöglicht, innerhalb von Korallen und vielen anderen tropischen Meerestieren in für beide Seiten vorteilhaften Beziehungen zu leben. Foto © M. Takabayashi

Ohne die Zooxanthellen zur Unterstützung ihrer Stoffwechselvorgänge beginnen die Korallen zu hungern. Wenn die Wassertemperaturen sich bald wieder normalisieren, können Korallen ein Bleichereignis überstehen. Wenn das Bleichen nicht zu stark ist, können sich die Zooxanthellen aus den wenigen im Korallengewebe verbleibenden Zahlen wieder besiedeln und die Koralle über einen Zeitraum von Wochen bis Monaten wieder normal färben. Einige Korallen, wie viele Verzweigungskorallen, können ohne Zooxanthellen nicht länger als 10-Tage überleben. Andere, wie zum Beispiel einige massive Korallen, sind in der Lage Heterotrophe und kann wochen- oder sogar monatelang gebleicht überleben, wenn er sich von Plankton ernährt. Selbst überlebende Korallen erfahren wahrscheinlich geringere Wachstumsraten, verminderte Reproduktionsfähigkeit und eine erhöhte Anfälligkeit für Krankheiten.

Variationen in der Bleichempfindlichkeit

Korallen unterscheiden sich in ihrer Bleichempfindlichkeit. Konsistent Anfälligkeitsmuster können bei Korallenarten beobachtet werdenmit einem allgemeinen Trend einer höheren Anfälligkeit bei komplexeren, verzweigten Formen und einer geringeren Anfälligkeit bei massiven Spezies, insbesondere bei solchen mit fleischigen Polypen.

Korallen können auch eine größere Toleranz gegenüber Bleichspannungen erlangen, wenn dies der Fall ist ständig höheren Temperaturen oder höherer Bestrahlung ausgesetzt. Beispielsweise werden Korallen auf Riffflächen häufig in der Lage, viel höhere Wassertemperaturen zu tolerieren als Kolonien derselben Spezies, die an Riffhängen leben.

Die Art der Zooxanthellen kann auch die Bleichempfindlichkeit beeinflussen. Derzeit werden mindestens neun Gruppen (sogenannte Kladen) von Zooxanthellen anerkannt, und es können viele Arten innerhalb dieser Gruppen vorhanden sein. Zooxanthellenkladen variieren in ihrer Fähigkeit, erhöhte Temperaturen zu tolerieren, und einige Korallen haben dies hitzebeständige Kladenund sind daher bleichbeständiger. Korallen mit hitzebeständigen Kladen tendieren jedoch dazu, langsamer zu wachsen, was zu evolutionären Kompromissen in der symbiotischen Beziehung führt, die eine Vielfalt von Kladenkorallenbeziehungen aufrechterhält.

Video: Hitzebeständige Zooxanthellen (2: 56)

Andrew Baker diskutiert hitzebeständige Zooxanthellen.