Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Algen verändern den Nährstoffhaushalt von Korallenriffen

10.10.2016

Die Korallenriffe der Tropen und Subtropen sind momentan von der bis dato größten und am längsten andauernden Korallenbleiche betroffen, die weltweit bereits zu einem katastrophalen Massensterben riffbildender Steinkorallen geführt hat. In den meisten der betroffenen Riffe werden Steinkorallen nach ihrem Absterben durch schnellwachsende Algenarten überwuchert, ein Prozess, der in der Fachliteratur als „Regimewechsel“ (engl. phase shift) bekannt ist. Laut neuester Forschung führen solche plötzlichen Regimewechsel in der Regel zu weitreichenden funktionellen Störungen bis hin zum völligen Kollaps eines Riffökosystems, jedoch sind die dafür verantwortlichen Prozesse noch weitgehend unbekannt.

Neue Forschungsergebnisse eines internationalen Forscherteams, unter gemeinsamer Leitung von Professor Christian Wild (Marine Ökologie, Universität Bremen) und Dr. Malik Naumann (Korallenriffökologie, Bremer Leibniz-Zentrum für Marine Tropenökologie, ZMT) zeigen nun erstmals, dass Algen im Vergleich zu Korallen einen wichtigen Prozess des Nährstoffrecyclings in Korallenriffen, die sogenannte „Schwammschleife“ (engl. sponge loop), entscheidend verändern können.


Der Riffschwamm Mycale fistulifera wandelt von Korallen und Algen stammendes organisches Material unterschiedlich um.

Foto: Malik Naumann


Als Teil der Schwammschleife wandelt der Riffschwamm Hemimycale arabica unsichtbares gelöstes organisches Material in Partikel um.

Foto: Laura Rix

Die Ergebnisse dieser Studie wurden jetzt in der renommierten Fachzeitschrift „Functional Ecology“ durch die kanadische Erstautorin Dr. Laura Rix veröffentlicht, die kürzlich ihre Dissertation an der Universität Bremen und dem ZMT erfolgreich abgeschlossen hat (hier der Link zum Artikel: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/1365-2435.12758/full).

Nährstoffrecycling über die Schwammschleife

Korallen und Algen sind die wichtigsten Primärproduzenten in Korallenriffen und geben große Mengen an energiereichem gelösten organischen Material ab, das aus sehr kleinen Nährstoffbausteinen, wie Zuckern und Aminosäuren, zusammengesetzt ist. Eine weitere Organismengruppe im Riff – die Schwämme – saugt dieses unsichtbare gelöste organische Material förmlich auf und verwandelt es in größere und sichtbare Partikel, die als Produkte eines extrem schnellen Zellstoffwechsels wieder abgegeben werden. Diese wiederum energiereichen Partikel können dann von anderen Rifforganismen (zum Beispiel Krabben, Seesternen oder Würmern) direkt als Nahrungsquelle genutzt werden.

Die Transformation von organischem Material über die Schwammschleife stellt einen wichtigen Energie- und Nährstoffkreislauf im Nahrungsnetz von Korallenriffen dar, der Verlusten effektiv vorbeugt. Daher vermuteten die Forscher, dass die Schwammschleife auch eine wichtige Rolle beim Transfer der energie- und nährstoffreichen Produkte von Korallen und Algen einnehmen könnte.

Durch eine Reihe von Feldversuche in einem Korallenriff am Roten Meer zeigten die Wissenschaftler, dass das von Algen produzierte gelöste organische Material viel schneller von Schwämmen aufgenommen, verarbeitet und als Partikel wieder abgegeben wurde. Dies deutet an, dass Algen im Vergleich zu Korallen das Nährstoffrecycling über die Schwammschleife verstärken und somit den Nährstoffhaushalt in Riffökosystemen entscheidend verändern können.

Auswirkungen von Regimewechseln

Veränderungen im Nährstoffhaushalt wirken sich auf die natürliche Zusammensetzung und Produktivität von Nahrungsnetzen sowie auf vitale Funktionen von Korallenriffökosystemen aus. Die spannenden Ergebnisse dieser Studie ermöglichen nun erstmals Aussagen zu möglichen Auswirkungen auf das Nährstoffrecycling über die Schwammschleife im Vergleich von Korallen- und Algenriffen.

Demnach könnte im schlimmsten Fall nach einem Regimewechsel eine verstärkte Schwammschleife das Wachstum von Algen noch zusätzlich fördern. Ein solcher Teufelskreislauf würde es Steinkorallen dann annähernd unmöglich machen, Riffe gegen die Konkurrenz der Algen wieder zurückzuerobern.

Dies könnte auch einen möglichen Erklärungsansatz für die globale und oft irreversible Entwicklung von Korallen- zu Algenriffen liefern, welche weitreichende Konsequenzen nach sich zieht, nicht nur unter Wasser. Weltweit sind hunderte Millionen Menschen von Korallenriffen als Nahrungs- und Einkommensquelle abhängig.

Globale und lokale Stressfaktoren, wie die Erderwärmung und Überfischung, die das Gleichgewicht zwischen Korallen und Algen stören, sind für das momentan zu beobachtende katastrophale Korallensterben verantwortlich. Die Erkenntnisse der aktuellen Studie deuten nun an, dass nicht nur das Nährstoffrecycling, sondern letztlich auch der Wert und Nutzen dieser für uns wichtigen Ökosysteme durch Regimewechsel stark verändert werden.

Publikation: Laura Rix, Jasper M. de Goeij, Dick van Oevelen, Ulrich Struck, Fuad A. Al-Horani, Christian Wild, Malik S. Naumann (2016): Differential recycling of coral- and algal-derived dissolved organic matter (DOM) by coral reef sponges. Functional Ecology (in press)

Weitere Informationen:

Universität Bremen
Fachbereich Biologie / Chemie
Marine Ökologie
Prof. Dr. Christian Wild
Tel. 0421/218-63367
E-Mail: christian.wild@uni-bremen.de

Bremer Leibniz-Zentrum für Marine Tropenökologie (ZMT)
Korallenriffökologie
Dr. Malik Naumann
Tel. 0421/23800-119

Eberhard Scholz | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.uni-bremen.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Designerviren stacheln Immunabwehr gegen Krebszellen an
26.05.2017 | Universität Basel

nachricht Wachstumsmechanismus der Pilze entschlüsselt
26.05.2017 | Karlsruher Institut für Technologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

DFG fördert 15 neue Sonderforschungsbereiche (SFB)

26.05.2017 | Förderungen Preise

Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

26.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Unglaublich formbar: Lesen lernen krempelt Gehirn selbst bei Erwachsenen tiefgreifend um

26.05.2017 | Gesellschaftswissenschaften