Sie sind nicht nur faszinierend schön, die Korallengärten der Erde bilden auch Schlüsselelemente in den komplexen Lebensgemeinschaften der Ozeane. Damit haben sie eine große Bedeutung für die Stoffkreisläufe und somit auch für uns Menschen. Doch diese kostbaren Lebensräume sind stark bedroht: Ein Korallensterben sucht weltweit die Riffe heim. Das Problem liegt bei den winzigen Baumeistern der Unterwasserwelten: den Korallenpolypen, die für die Bildung der Kalkgerüste verantwortlich sind. Diese Nesseltiere fangen Plankton aus dem Wasser, ihre Ernährung basiert aber zusätzlich auch auf einer engen Partnerschaft: In bestimmten Zellen der Polypen leben einzellige Algen. Sie gewinnen dort aus Sonnenlicht Energie und bauen Kohlenstoffverbindungen auf, von denen sie ihren Wirten einen Großteil abgeben. Im Gegenzug bekommen die Algen von den Polypen Schutz und Nährstoffe, die sie zum Leben brauchen.
Fragile Korallen-Algen-Symbiose
Doch diese Symbiose ist wärmeempfindlich, wie Untersuchungen bereits gezeigt haben: Bei erhöhten Wassertemperaturen verlassen die Algen ihre Korallenpolypen. Dadurch verlieren diese ihre Farbe und sterben schließlich ab. Zu dieser sogenannten Korallenbleiche kommt es durch die steigenden Wassertemperaturen im Zuge der globalen Erwärmung in den Korallenriffen der Welt nun immer häufiger. Deshalb suchen Wissenschaftler nach Möglichkeiten, dem Problem gegenzusteuern. Dabei ist es wichtig, die genetischen Grundlagen der Symbiose und die Effekte bei der Bleiche zu verstehen, sagen die Experten. Diesem Ziel widmen sich auch die Forscher um Phillip Cleves von der Stanford University. Sie haben nun gleich zwei Studien zu dem Thema veröffentlicht.
Im Rahmen ihrer ersten Untersuchung sind sie der Frage nachgegangen, welche Gene der Korallenpolypen bei den Prozessen eine Rolle spielen, die zur Bleiche führen. Sie verwendeten dazu eine Technik namens RNAseq. Sie kann erfassen, wie intensiv bestimmte Gene in Zellgeweben abgelesen werden. Für ihre Untersuchungen nutzten sie das Modell-Nesseltier Aiptasia. Es handelt sich um eine mit den Korallen verwandte Anemone, die ebenfalls in Symbiose mit Algen lebt. Bei ihren Untersuchungen verglichen die Forscher die Genaktivität von Exemplaren, die sich in einer Symbiose befanden, mit solchen, die keine Algen in sich trugen. Dabei identifizierten sie 337 Gene, deren Expression in den symbiotischen Exemplaren im Vergleich zu den algenfreien deutlich erhöht war. Einige dieser Erbanlagen sind demnach wohl in die Funktion der Symbiose involviert, erklären die Forscher. Anschließend setzten sie dann einige der Nesseltiere einer Wassertemperatur von 34 Grad Celsius aus, die typischerweise zu Bleichreaktion führt, und untersuchten die Veränderungen der Genexpression. Dabei zeigte sich: Mehr als ein Viertel der mutmaßlichen Symbiose-Gene zeigten während der ersten zwölf Stunden der Hitze-Exposition einen starken Rückgang ihrer Aktivität. Den Forscher zufolge ist dies ein Hinweis darauf, dass die hitzeinduzierte Abnahme der Expression von Symbiose-Genen bei dem Verlust der Algen-Partner im Rahmen der Bleiche eine Rolle spielt.
