Patrick Steinmann

Gewässerbiologe, Stein am Rhein

Meeresbiologie

Coral Bleaching

value Coral Bleaching

INHALT:
Wie leben Steinkorallen?
| Was ist Coral Bleaching? | Folgen von Bleaching | Bleaching 97/98|
Mittelfristige Prognosen
| Langfristige Prognosen | Mai 2001: Neue Korallen


Wie leben Steinkorallen?


Sie bilden Kolonien:

Steinkorallen sind Kolonien von Nesseltieren (Polypen), die auf einem Kalkskelett sitzen, das sie aus einer Fussdrüse abscheiden. Alle Polypen einer Kolonie stammen von einem einzigen Muttertier ab und bilden zusammen einen Klon. Über eine Membran an der Basis bleiben sie zeitlebens miteinander verbunden. Mit ihren Tentakeln fangen sie kleinste schwebende Tiere (Plankton), die mit dem Wasser herangespült werden. Tagsüber sind die Polypen der meisten Korallen in sternförmigen Vertiefungen im Kalkskelett eingezogen. In der Nacht und bei starker Strömung strecken sie ihre Tentakel heraus und verleihen der Koralle dadurch ein samtiges oder blumiges Aussehen.

In den tropischen Ozeanen leben rund 500 Arten von riffbildenden (hermatypischen) Steinkorallen. Sie sind die eigentlichen Baumeister der heutigen Korallenriffe. Ihre Skelette liefern die "Backsteine" für gigantische Mauerwerke, die unter Mithilfe von vielen anderen Organismen aufgebaut werden. Korallenriffe von über 2000km Ausdehnung stellen alle menschlichen Bauwerke in den Schatten und gestalten die Küstentopografie von Kontinenten massgeblich.

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Tubastrea-Korallenpolyp mit
ausgestreckten Fangtentakeln.
Goniopora-Koralle, eine Art mit ausser-
gewöhnlich grossen Polypen.
Sie haben starke Giftharpunen:

Die Tentakel der Korallenpolypen enthalten Batterien mit Tausenden von Nesselzellen. Diese gehören zu den komplexesten Zelltypen im Tierreich und es ist erstaunlich, dass wir so hoch entwickelte Zellen gerade bei so ursprünglichen Tieren finden. Die Nesselzellen wirken wie winzige Giftharpunen, die bei der kleinsten Berührung innerhalb von Millisekunden explodieren und einen Giftfaden ausschleudern. Im geladenen Zustand kann der hydrostatische Druck in einer Nesselzelle bis zu 150 bar betragen. Das entspricht dem Druck in einer fast vollen Tauchflasche! Jede Zelle kann nur einmal abgefeuert werden, danach wird sie durch eine neue Zelle ersetzt. Nesselzellen finden wir ausser in Korallen auch in Seeanemonen, Quallen und Hydroiden.

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(Zeichnung: Prof P. Tardent, Universität Zürich)

Schematische Darstellung einer Batterie mit Nesselzellen im geladenen und 
im entladenen Zustand. Das Stilett mit den Widerhaken schlägt eine kleine Wunde
in das Opfer. Durch den Schlauch fliesst ein starkes Nervengift in die Wunde. 
Bei jeder Berührung eines Tentakels werden tausende solcher Harpunen abgefeuert.

Sie leben in Symbiose mit einzelligen Algen:

Steinkorallenpolypen beherbergen in ihrer Haut  grosse Mengen einzelliger Algen (Zooxanthellen) aus der Familie der Panzergeisselalgen (Dinoflagellaten). Diese Algen profitieren von den Stoffwechselprodukten der Koralle. Wie alle Pflanzen bauen die Algen aus Kohlendioxid und Wasser und mit Hilfe des Sonnenlichts Kohlehydrate auf (Photosynthese). Kohlendioxid ist im Meerwasser vorhanden und entsteht auch bei der Atmung im Gewebe der Korallenpolypen. Die eingelagerten Zooxanthellen werden  daher fortwährend mit diesem Rohstoff versorgt. Die Koralle garantiert den Zooxanthellen ausserdem einen Platz im sonnendurchfluteten Wasser und Schutz vor dem Abdriften in dunkle Tiefen, wo die Photosynthese erlahmen würde. Die Farbstoffe (Pigmente) in den Zooxanthellen sind verantwortlich für die grüne, braune oder rötliche Farbe der Korallenkolonien. Die Korallenpolypen selber sind blass gelb bis farblos. 

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Elektronenmikroskopische Aufnahme einer Zooxanthelle. Die lamellenartigen Linien in der Zelle enthalten die Pigmente, die zur Photosynthese benötigt werden und für die natürliche Farbe der Koralle verantwortlich sind.

(Foto: Mit freundlicher Genehmigung, Prof. O. Hoegh-Guldberg & Dr. M.Takabayashi, University of Sydney)

Für die Koralle stellen die Photosyntheseprodukte der Zooxanthellen eine wichtige Nahrungsquelle dar. Nur mit dem Fangen von Plankton könnten wohl viele Steinkorallenarten nicht überleben. Ebenso wichtig ist aber die "Entsorgung" von Kohlendioxid im Körper der Polypen durch die Zooxanthellen. Ohne die permanente Wegfuhr von Kohlendioxid würde sich dieses nämlich in den Polypen ansammeln und ihr Stoffwechsel würde stark eingeschränkt. Ohne Zooxanthellen könnten die Steinkorallen auch niemals die riesigen Mengen Kalk abscheiden, die zum Aufbau eines Riffs nötig sind, weil der Kalk durch die hohe Kohlensäurekonzentration sofort wieder aufgelöst würde. 

Die genauen Abläufe in dieser Symbiose sind noch nicht vollständig geklärt. Neuere Erkenntnisse zeigen, dass neben den Zooxanthellen auch Bakterien eine wichtige Rolle in dieser Lebensgemeinschaft spielen. 

Symbiontische Algen finden wir übrigens auch in Seeanemonen, in einigen Quallenarten und in den Riesenmuscheln (Tridacna), wo sie ähnliche Funktionen übernehmen wie in den Steinkorallen. 

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(Abbildung nach Schumacher, 1976)

Schematischer Schnitt durch eine Steinkoralle zur Veranschaulichung der Kalksynthese. Die Kohlensäure, die bei der Kalkfällung entsteht, würde den Kalk gleich wieder auflösen, wenn die Zooxanthellen das CO2 nicht in der Photosynthese "entsorgen" würden. Die Kalksyntheserate wäre um ein Vielfaches geringer und die Korallen könnten keine Riffe aufbauen.