Klimawandel Warum das Korallensterben uns alle angeht

Von: Sylvaine von Liebe

Stand: 09.11.2021

Korallen sind nicht nur wunderschöne Lebewesen, sie bilden auch ein wichtiges Glied in der Nahrungskette, schützen als Wellenbrecher die Küsten, locken Touristen an. Steigt die Erderwärmung über 1,5 Grad an, sterben auch die letzten Bestände aus.

Farbiges Korallenriff in Hurghada aus verschiedenen Weich- und Steinkorallen. | Bild: picture-alliance/dpa/imageBROKER |Norbert Probst

Nicht nur für Taucher und Schnorchler wäre es eine Katastrophe, wenn die letzten intakten Korallenriffe verloren gingen. Von der Lebendigkeit der Korallen hängen ganze Weltregionen ab. In den Riffen finden Tausende von Meerestieren Schutz und Nahrung: Kleine Fische, Krebse, Würmer, Schnecken oder Seeigel. Davon ernähren sich größere Fischarten, die wiederum beim Menschen auf der Speisekarte landen. Sterben die Korallen, bekommen das auch Millionen von Menschen zu spüren. Grund genug, sich diese faszinierenden Meerestiere einmal genauer anzuschauen.

Typologie: Korallen mit und ohne Skelett

Korallen sind durch den Klimawandel bedroht. Es gibt Weichkorallen und Steinkorallen. Im Bild: Korallenriff mit Weichkorallen. | Bild: picture-alliance/dpa/WILDLIFE | WILDLIFE/D. Perrine

Korallenriff mit Weichkorallen ohne Kalkskelett und bunten Fischen

Obwohl sie aussehen wie Unterwasser-Blumen, und obwohl sie auch Blumentiere genannt werden, sind Korallen keine Pflanzen. Sie gehören - wie Quallen - zur Gattung der Nesseltiere. Es gibt Steinkorallen und Weich- oder Lederkorallen. Weichkorallen bilden im Unterschied zu Steinkorallen kein Kalkskelett. Die meisten von ihnen lagern allerdings zur Stabilisierung im Inneren Kalknadeln ab und ihre Polypen haben im unteren Bereich eine dicke Gewebeschicht.

Korallen am Great Barrier Reef | Bild: picture-alliance/dpa/Avalon/Rafael Ben-Ari/Chameleons Eye

Unterwasserszene am größten Korallen Riff der Welt im Nordosten Australiens

Steinkorallen hingegen bilden durch die Einlagerung von Kalk Skelette, die über Jahre fest mit dem Meeresboden verwachsen. Stirbt eine Koralle ab, wachsen auf dem zurückgebliebenen Skelett einfach neue Korallen nach. Deswegen gibt es mittlerweile riesige Korallenriffe, die zum Teil mehrere Millionen Jahre alt sind. Ganze Inseln nur aus Korallenriffen können so im Laufe der Jahrmillionen entstehen.

Veranschaulicht: Aufbau einer Steinkoralle

Aufbau einer Koralle: Ein Polyp besteht aus Tentakeln (Fangarmen), Nesselzellen, Mund und gleichzeitig After und Magen. Viele Polypen bilden ein Korallenriff. Die Steinkoralle bildet im Gegensatz zu den Weichkoralllen ein hartes Skelett aus Kalk. | Bild: Quelle: pa/dpa | Grafik: BR

Great Barrier Reef: Das größte Korallenriff der Welt

Das weltweit größte Riff ist mit einer Fläche von mehr als 344.000 Quadratkilometern das Great Barrier Reef vor der Küste Queenslands im Nordosten Australiens. Wegen der einzigartigen Tier- und Pflanzenwelt, die die rund 2.500 einzelnen Riffe beherbergen, hat die Unesco das Gebiet 1981 zum Weltnaturerbe erklärt.

Das Riff, das sogar vom Weltraum aus mit bloßem Auge zu sehen ist, ist eine der größten Touristenattraktionen Australiens. Der Tourismus am Riff schafft zigtausende Arbeitsplätze und sorgt nach Schätzungen von Experten für Einnahmen von mehr als drei Milliarden Euro im Jahr.

Doch auch dem Great Barrier Reef setzt der Klimawandel zu. In einer Studie, die im Oktober 2020 im Fachmagazin "The Royal Society" veröffentlicht wurde, haben Wissenschaftler festgestellt, dass die Anzahl der Korallen am weltgrößten Riff zwischen 1995 und 2017 um mehr als die Hälfte zurückgegangen ist. Ein Hauptgrund für den Rückgang der empfindlichen Korallen ist der sich erwärmende Ozean. So haben die zu hohen Wassertemperaturen in den vergangenen Jahren zu verheerenden Korallenbleichen geführt. Aber auch die zunehmende Meeresverschmutzung schädigt die Tiere.

Weltgrößtes Korallenriff: Das Great Barrier Reef im Nordosten Australiens, hier in einer Aufnahme aus dem Jahr 2017. | Bild: picture-alliance/dpa/MAXPPP

Das Great Barrier Reef im Nordosten Australiens ist das größte Korallenriff der Welt.


Mitte des Jahres 2021 stand sogar zur Diskussion, das weltweit größte Riff wegen seines schlechten Zustands nur noch als "gefährdetes" Welterbe einzustufen. Das zuständige Komitee der UN-Organisation hat sich in einer Mitgliederversammlung Ende Juli 2021 aber zunächst gegen eine Herabstufung des Riffs entschieden - sehr zur Erleichterung der australischen Regierung. Sie hatte weniger Touristen und Einnahmeausfälle durch die Herabstufung des Riffs befürchtet. Die Herabstufung des Riffs ist allerdings nicht vom Tisch. Australien muss jetzt einen neuen Bericht über den Zustand und die Erhaltung des Great Barrier Reef vorlegen. Danach will das Komitee erneut über die Einstufung des Riffs als gefährdetes Welterbe beraten.

Kurios: Die Liebe der Korallen im Mondlicht

Koralle Dipsastraea speciosa - drei Jahre lang, zwischen April und Mai,  hat das Forscherteam um Yoko Nozawa und Che-Hung Lin ihr Laichverhalten untersucht. Die Ergebnisse dazu sind in einer Studie Anfang August 2021 veröffentlicht worden. | Bild: Yoko Nozawa

Drei Jahre lang, zwischen April und Mai, hat ein Forscherteam das Laichverhalten der Koralle Dipsastraea speciosa (im Bild) untersucht.

Das Liebesleben der Korallen ist nicht ganz einfach. Meist fest mit dem Untergrund verwachsen, können die Meerestiere schließlich nicht zueinander finden. Ein kleiner Trick hilft ihnen dabei, dass es trotzdem mit dem Nachwuchs klappt: Die Polypen übergeben einmal im Jahr gleichzeitig Eizellen und Samen der Meeresströmung. Forscher gehen davon aus, dass das Mondlicht diesen Mechanismus reguliert.

Das Laichen der Korallen wird vom Mondlicht reguliert. Wie genau, das ergab eine im August 2021 veröffentlichte Studie von Wissenschaftlern aus Taiwan. Im Bild: Laichende Korallen in Curacao. | Bild: picture-alliance/dpa/blickwinkel/AGAMI/R. Riemer | AGAMI/R. Riemer

Das Laichen der Korallen wird vom Mondlicht reguliert. Wie genau, das ergab eine im August 2021 veröffentlichte Studie.

Um herauszufinden, wie die Nesseltiere Mondsignale genau zu diesem Zweck wahrnehmen, haben Wissenschaftler drei Jahre lang das Laichverhalten der Koralle Dipsastraea speciosa in der Nähe der südöstlich von Taiwan gelegenen Vulkaninsel Lü Dao (Englisch: Green Island) untersucht.

In ihrer im Fachblatt "PNAS" Anfang August 2021 veröffentlichten Studie kam heraus: Korallen laichen in der sechsten Nacht nach einem Vollmond, sofern sie dem natürlichen Himmel ausgesetzt sind. Kommt das Mondlicht jedoch nicht zu den Korallen durch - die Forscher hatten dafür die Korallenkolonien mit Plastik- und Alufolien vom Sonnenuntergang bis Sonnenaufgang bedeckt - laichten die Meerestiere am fünften Tag, nachdem das Mondlicht von ihnen abgehalten wurde.
Die Forscher vermuten, dass die Dunkelheit zwischen Sonnenuntergang und Mondaufgang nach einer Vollmondnacht ein massenhaftes Laichen bei der untersuchten Korallenart auslöst. Und sie erwarten, dass das Ergebnis auch auf andere Korallenarten übertragbar ist.

Lebensraum: Tropische Korallen und Kaltwasserkorallen

Korallenriff mit tropischen Korallen im türkisfarbenem Meer. | Bild: picture-alliance/dpa/imageBROKER |Reinhard Dirscherl

Unterwasserwelt mit tropischen Korallen

Die meisten verbinden mit Korallen eine exotische Unterwasserwelt türkisblauer oder grün schimmernder Ozeane in den Tropen. Tatsächlich bieten die seichten, sonnendurchfluteten Gebiete rund um den Äquator Lebensraum für viele Korallenarten. Um überleben zu können, brauchen tropische Korallen eine Wassertemperatur zwischen 20 und 29 Grad. Sie leben in Symbiose mit einzelligen Algen. Durch sie erhalten Korallen den lebensnotwendigen Sauerstoff, den die Algen mithilfe von Fotosynthese produzieren - und wichtige Nährstoffe.

Kaltwasserkorallen aus dem Norwegischen Trondheimfjord, hier in einem Becken im Multimar Wattforum in Tönning (Schleswig-Holstein) | Bild: picture-alliance/dpa/Wolfgang Runge

Ideale Lebensbedingungen für Kaltwasserkorallen herrschen im Norwegischen Trondheimfjord. Das Wasser wird dort nie wärmer als 14 Grad.

Doch Korallen gibt es auch in kalten Gewässern. Da sie in über 3.000 Metern Meerestiefe vorkommen können, war ihre Existenz lange nur Fischern bekannt, die immer wieder abgerissene Korallenstöcke in ihren Netzen fanden. Die nähere Erforschung der Kaltwasserkorallen begann erst in den 1990er-Jahren. Mittlerweile gehen Forscher davon aus, dass es mehr Kaltwasserkorallenriffe gibt als tropische Korallenriffe. Sie leben am Rand der Kontinente in der wirklich tiefen Tiefsee, zum Beispiel vor der Küste von Nordnorwegen, aber auch vor der Südspitze Südamerikas.

Anders als die tropischen Korallen ernähren sich Kaltwasserkorallen von kleinsten Lebewesen, die die Meeresströmung ihnen bringt. Sie sind auch nicht auf den Sauerstoff der Algen angewiesen. Da kaltes Wasser sauerstoffreicher ist, können Kaltwasserkorallen "alleine atmen". Wichtig ist für sie, dass das Wasser in ihrer Umgebung nicht wärmer wird als 14 Grad.

Der Klimawandel: Die größte Gefahr für alle Korallen

Für alle Korallen ist die Erwärmung der Ozeane, die auf den Klimawandel zurückzuführen ist, die größte Gefahr. Selbst für tropische Korallen darf das Wasser nicht zu warm werden, weil sonst die für sie lebenswichtige Symbiose mit den Algen nicht mehr funktioniert. Denn wird das Wasser zu warm, stellen die Algen eine aggressive Art von Sauerstoffradikalen her, die die Zellstrukturen der Korallenpolypen angreift. Als Reaktion darauf stoßen die Korallen die für sie so gefährlich gewordenen Algen ab. Dadurch verlieren die Meerestiere nicht nur ihre Farbe, sondern auch wichtige Nährstoffe.

Zerstörtes Korallenriff auf den Malediven. | Bild: picture-alliance/dpa/ J.W.Alker | J.W. Alker

Eine Folge des Klimawandels und der Erwärmung der Meere: Zerstörtes Korallenriff auf den Malediven.

Kaltwasserkorallen ersticken förmlich, wenn das Wasser zu warm wird. Denn die Zirkulation der Ozeane nimmt durch die Erwärmung ab, sodass weniger Sauerstoff und Nahrung zu den Meerestieren transportiert wird. Außerdem werden die Meere durch die Aufnahme von Kohlendioxid immer saurer, was insbesondere für Steinkorallen fatal ist. In versauerten Ozeanen können sie keine Kalkskelette bilden.

30 Prozent der Riffe seien bereits verloren, 40 Prozent massiv bedroht, mahnten Experten auf dem 14. Internationalen Korallenriff-Symposium ICRS Ende Juli 2021. In einem Strategiepapier, das auf dem Symposium vorgestellt wurde, haben sie die Politik dazu aufgefordert, mit konkreten Maßnahmen gegen das Absterben der weltweiten Korallenriffe vorzugehen. In dem Dokument heißt es unter anderem, das kommende Jahrzehnt sei die letzte Chance, einen weltweiten Kollaps der Korallenriffe zu verhindern. Um möglichst viele Korallen zu retten, sei es deshalb unbedingt erforderlich, die im Pariser Klimaschutzabkommen vereinbarten Ziele einzuhalten. Und selbst dann überlebe nicht einmal ein Drittel der Korallen, so die düstere Prognose der Forscher.

Wissen vor acht: Was bedeutet eine Erwärmung von 1,5 Grad?

Zitat: Klimaziele wichtig für Korallen

"Die Modellprojektionen zeigen, dass bis zu dreißig Prozent der Korallenriffe in diesem Jahrhundert überleben werden, wenn wir die globale Erwärmung auf 1,5 Grad Celsius [gegenüber der vorindustriellen Zeit] begrenzen."

Andréa Grottoli, US-amerikanische Geowissenschaftlerin und Präsidentin der Korallenriff-Gesellschaft, bei der Vorstellung eines Strategiepapiers auf dem 14. Internationalen Korallenriff-Symposium ICRS Ende Juli 2021

Kurz erklärt: Korallenbleiche und was Algen damit zu tun haben

Eine Folge der Erwärmung der Ozeane: die Korallenbleiche, hier auf den Malediven. | Bild: picture-alliance/dpa/imageBROKER/Helmut Corneli

Noch nicht tot, aber stark gefährdet: ausgeblichene Korallen am Meeresgrund.

Dass die Polypen der Steinkorallen nicht weiß sind, wie ihr Skelett aus Kalk, haben sie bestimmten Algen zu verdanken. Die einzelligen Wasserpflanzen leben in Symbiose mit und in den Korallen und verleihen ihnen die unterschiedlichsten Farben. Normalerweise produzieren sie mithilfe der Fotosynthese den für die Korallen lebenswichtigen Sauerstoff und Zucker. Wird das Wasser jedoch zu warm, stellen die Algen eine aggressive Art von Sauerstoffradikalen her. Die Radikale greifen die Zellstrukturen der Korallenpolypen an. Die Korallen wehren sich gegen diesen "Angriff" , indem sie die Algen abstoßen. Ohne Algen verlieren die Korallen neben wichtiger Nährstoffe auch ihre Farbe. Das bedeutet nicht zwangsläufig den Tod der Meerestiere. Bleibt die Wassertemperatur aber über einen längeren Zeitraum für die Korallen zu hoch, sterben sie früher oder später ab. Die Korallenbleiche ist also ein wichtiger Indikator für den Gesundheitszustand eines Riffs.

Besonderheit: Das Leuchten der sterbenden Korallen

Sterbende Korallen verlieren ihre Farben. Doch bevor sie Absterben, produzieren sie noch einmal ganz viele Farbpigmente und erstrahlen so in den grellsten Farbtönen, wie Forscher herausgefunden haben. Damit wollen sie ihr weißes Kalkskelett vor der einstrahlenden Sonne schützen und sich für die Algen wieder attraktiver machen - wie vor der Bleiche. Ob diese Strategie  zum Überleben der Korallen reicht, ist allerdings noch ungewss. | Bild: colourbox.com

Bleiche Korallen und Koralle in Neonfarben - beides sind Hinweise auf Korallen im Überlebenskampf.

Bevor Korallen sterben, erstrahlen sie oft in den grellsten Farbtönen - in hellblau, pink und in violett. Das dient wohl als Schutz vor der erhöhten Sonneneinstrahlung, die der verblassten Koralle ohne die schützende Alge zusetzt, wie Forscher herausgefunden haben.

Schließlich wird das Sonnenlicht von dem - ohne die Alge - gebleichten, weißen Korallenskelett hin und her reflektiert. Die Lichtmenge steigt dadurch im Gewebe der Korallen an. Die Korallen spüren das und fangen an, in erhöhtem Maße Sonnenschutzpigmente, also mehr Farbpigmente zu produzieren. In ihren Neonfarben und geschützt vor der Einwirkung der Sonne, stellen die Korallen wieder einen attraktiven Lebensraum für die Algen dar - so wie vor der Bleiche. Ob dies allerdings für ein Überleben der Korallen reichen wird, ist noch unklar.

Neue Hoffnung: Korallen retten mit Bakterien

Wie sterbende Korallen doch noch gerettet werden könnten, das versuchen seit Jahren zahlreiche Wissenschaftler rund um den Globus herauszufinden. Ein Forscherteam um Erika Santoro von der King Abdullah University of Science and Technology in Thuwal, Saudi Arabien, konnte jetzt nachweisen, dass sich die sogenannte "post-heat stress disorder", also der Hitzestress, den die Meerestiere aufgrund der sich erwärmenden Ozeane erleiden, mithilfe bestimmter Bakterien zumindest abmildern lässt.

Korallenriff in Thailand | Bild: picture-alliance/dpa/HJS-Sportfotos/Hans-Jürgen Schmidt

Rettung der Korallen mit Bakterien? Eine Mitte August 2021 veröffentlichte Studie gibt Hoffnung.

In ihrem Experiment hatten die Forscher die Koralle Mussismilia hispida, eine Steinkorallenart, entweder mit einem speziellen Bakteriencocktail oder mit einer Kochsalzlösung als Placebo beimpft. Beide Korallengruppen wurden anschließend zehn Tage lang einer Temperatur von 30 Grad ausgesetzt. Während dieser zehn Tage waren keine Unterschiede sichtbar: Beide Korallen - ob mit Bakterien versehen oder mit einer Kochsalzlösung - blichen gleichermaßen aus. Erst als die Wissenschaftler die Temperatur wieder senkten, zeigte sich ein erstaunlicher Effekt: Die mit den Bakterien behandelten Korallen erholten sich deutlich besser als die Korallen ohne die Probiotika. In ihrer Mitte August 2021 im Fachblatt "Science Advances" veröffentlichten Studie schreiben die Forscher, dass sich die Überlebensrate der Korallen durch die Bakterien um 40 Prozent erhöhte und die Fotosynthese der mit ihnen in Symbiose lebenden Algen gleichzeitig stabilisierte.

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