Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Kaltwasserkorallen: Versauerung schadet, Wärme hilft

27.04.2017

Kaltwasserkorallen der Art Lophelia pertusa können unter kontrollierten Laborbedingungen den negativen Folgen der Ozeanversauerung entgegenwirken, wenn gleichzeitig die Wassertemperatur um wenige Grad ansteigt. Ob dies zukünftig auch im natürlichen Umfeld möglich sein wird, hängt vom Ausmaß der Klimawandel-Faktoren, urteilt ein Wissenschafts-Team des GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel in einer Publikation im Fachmagazin Frontiers in Marine Science.

Weil sie ihre Skelette aus Kalk (Kalziumkarbonat) aufbauen, gelten Kaltwasserkorallen wie die weltweit verbreitete Art Lophelia pertusa als besonders von Ozeanversauerung bedroht. Diese Veränderung in der Meerwasser-Chemie, ausgelöst durch die Aufnahme von Kohlendioxid (CO2) aus der Atmosphäre, führt dazu, dass weniger Karbonat-Ionen vorhanden sind. Je weniger Karbonat-Ionen zur Verfügung stehen, desto aufwändiger wird die Kalkbildung.


Kaltwasserkorallen-Riff in Norwegen.

Foto: JAGO-Team, GEOMAR

Laborstudien am GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel zeigen jedoch: Ein gleichzeitiger Anstieg der Wassertemperaturen könnte Lophelia pertusa helfen, den negativen Folgen der Ozeanversauerung entgegenzuwirken.

Die Experimente, die im Rahmen des deutschen Forschungsprojekts zur Ozeanversauerung BIOACID (Biological Impacts of Ocean Acidification) stattfanden, belegen, wie wichtig es ist, die Reaktionen von Lophelia pertusa sowohl auf einzelne Aspekte des Klimawandels als auch auf eine Kombination dieser Aspekte zu untersuchen.

Für ihre Untersuchungen sammelten Meeresbiologinnen und Meeresbiologen des GEOMAR auf einer Expedition mit dem Forschungsschiff POSEIDON und dem Tauchboot JAGO Kaltwasserkorallen im Trondheim-Fjord (Norwegen).

„Auf Tauchgängen mit JAGO haben wir einen unmittelbaren Eindruck vom Zustand der Riffe bekommen. Wir haben dessen Ausbreitung und die Lebewelt im Riff dokumentiert und unsere Proben sehr gezielt ausgewählt“, erklärt Janina Büscher. Die Doktorandin aus der Forschungseinheit Biologische Ozeanografie leitete die Experimente und ist Erst-Autorin einer Veröffentlichung zu Auswirkungen von Ozeanversauerung und Erwärmung auf Lophelia pertusa im Fachmagazin Frontiers in Marine Science. „Der Artenreichtum dieser Riffe, die in fast völliger Dunkelheit und bei Temperaturen unter zehn Grad Celsius existieren, ist beeindruckend.“

Viele der über Jahrhunderte gewachsenen untermeerischen Oasen stehen als Naturerbe unter Schutz. Ihr Artenreichtum sichert die Widerstandsfähigkeit des Ökosystems im Fjord, und viele Fischarten finden hier Unterschlupf und Nahrung.

Um mehr über die Zukunft der Korallen zu erfahren, wurden diese sechs Monate lang in den Laboren des GEOMAR gehalten. Die Wassertemperatur in einigen Aquarien blieb wie im norwegischen Riff bei acht Grad Celsius, in anderen wurde sie auf zwölf Grad erhöht. Die Kohlendioxid-Konzentration wurde entweder auf den aktuellen Wert von 400 Mikroatmosphären oder auf den für das Ende dieses Jahrhunderts erwarteten Wert von 800 Mikroatmosphären eingestellt. Als zusätzlicher Testparameter wurde das Futterangebot variiert. Einige Korallen erhielten zehn Mal mehr Nahrung als die in den jeweiligen Vergleichs-Anordnungen.

Monatliche Messungen und abschließende Analysen zeigten: Bei Versauerungs-Bedingungen und unveränderten Wassertemperaturen wuchsen die Korallen unabhängig vom Nahrungsangebot langsamer. Bei erhöhten Temperaturen entwickelten sie sich trotz Versauerung jedoch etwa genauso schnell wie unter heutigen CO2-Konzentrationen und Wassertemperaturen. Vom höheren Nahrungsangebot profitierten die Korallen nur so lange lediglich ein Parameter erhöht war. Waren beide Parameter erhöht, konnten die Korallen die zusätzliche Nahrung nicht aufnehmen.

„Durch den aufwändigen Versuchsaufbau wird deutlich, dass sich die Wirkungen unterschiedlicher Umweltfaktoren gegenseitig beeinflussen. In unserem Experiment haben sie einander kompensiert. Aber wir wissen von Studien an anderen kalkbildenden Organismen, dass sie sich bei höheren Temperaturen auch verstärken könnten“, fasst Janina Büscher zusammen.

Je nachdem, wie stark der Ozean im Zuge des Klimawandels versauert und welche Temperaturen die Korallen erleben, könnten die Reaktionen insgesamt weniger neutral ausfallen als im Experiment beobachtet, fürchtet das GEOMAR-Team. Auch können weitere, bisher noch nicht untersuchte Umweltveränderungen, etwa Überdüngung oder Verschmutzung, die Korallen in Zukunft zusätzlich belasten. Weiteren Anlass zur Sorge bereitet die Beobachtung, dass offenbar nur lebende Korallen den geänderten Bedingungen trotzen. Abgestorbene Lophelia-Stöcke, die das Fundament heutiger Riffe bilden, sind nicht gegen das saurere Wasser geschützt und könnten stärker angegriffen werden.

„Wir haben in unseren Experimenten gesehen, wie flexibel Lophelia pertusa reagiert und wie verschiedene Faktoren einander beeinflussen. Dass sie einander unter bestimmten Bedingungen auch abmildern können, könnte Anlass zu vorsichtiger Hoffnung sein. Aber wir wissen noch zu wenig, um Entwarnung zu geben“, urteilt Janina Büscher.

Aktuell versuchen die Forschenden, anhand neuerer Studien kritische Schwellenwerte für Versauerung und Erwärmung zu ermitteln. Sie vermuten, dass Lophelia nur so lange von steigenden Temperaturen profitiert, wie diese innerhalb der Grenzen liegen, die diese Art weltweit zurzeit bereits erlebt. In vielen Regionen sind sie aber schon an ihrem Temperatur-Limit. Steigen die Temperaturen weiter, könnte der im Kieler Experiment beobachtete kompensierende Effekt in einen negativen Effekt umschwenken, der die Wirkung der Ozeanversauerung zusätzlich verstärkt. Obwohl noch viele Fragen offen sind, mahnen die Forschenden: „Wenn wir weitere, detaillierte Erkenntnisse abwarten, ehe wir etwas gegen den Klimawandel unternehmen, kann es bereits zu spät sein, um die Kaltwasserkorallen-Riffe zu bewahren.“

Original-Veröffentlichung:
Büscher, J.V., Form, A.U. and Riebesell, U. (2017): Interactive Effects of Ocean Acidification and Warming on Growth, Fitness and Survival of the Cold-Water Coral Lophelia pertusa under Different Food Availabilities. Frontiers in Marine Science 4:101. doi: 10.3389/fmars.2017.00101

BIOACID in Kürze:
Unter dem Dach von BIOACID (Biological Impacts of Ocean Acidification) untersuchen zehn Institute, wie marine Lebensgemeinschaften auf Ozeanversauerung reagieren und welche Konsequenzen dies für das Nahrungsnetz, die Stoff- und Energieumsätze im Meer sowie schließlich auch für Wirtschaft und Gesellschaft hat. Das Projekt begann 2009 und ging im Oktober 2015 in die dritte, finale Förderphase. BIOACID wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert. Die Koordination liegt beim GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel. Eine Liste der Mitglieds-Institutionen, Informationen zum wissenschaftlichen Programm und den BIOACID-Gremien sowie Fakten zur Ozeanversauerung sind auf der Website www.bioacid.de  zu finden.

Bildmaterial:
Unter www.geomar.de/n5150  steht Bildmaterial zum Download bereit.
Video-Footage auf Anfrage.

Weitere Informationen:

http://www.geomar.de Das GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel
http://www.bioacid.de BIOACID – Biological Impacts of Ocean Acidification
BIOACID-Wissenschaftsporträt Janina Büscher

Dr. Andreas Villwock | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wie Reize auf dem Weg ins Bewusstsein versickern
22.09.2017 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

nachricht Lebendiges Gewebe aus dem Drucker
22.09.2017 | Universitätsklinikum Freiburg

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: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zum Biomining ab Sonntag in Freiberg

22.09.2017 | Veranstaltungen

Die Erde und ihre Bestandteile im Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

DFG bewilligt drei neue Forschergruppen und eine neue Klinische Forschergruppe

22.09.2017 | Förderungen Preise

Lebendiges Gewebe aus dem Drucker

22.09.2017 | Biowissenschaften Chemie