Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Kühles Tiefenwasser schützt Korallenriffe vor Hitzestress

19.12.2014

Kühlende Strömungen aus der Tiefe könnten tropische Korallen vor tödlichem Hitzestress bewahren.

Wissenschaftler des Alfred-Wegener-Instituts, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung, des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel und des Phuket Marine Biological Center beobachteten in der Andamanensee, wie Interne Wellen Korallen schützen. Weil diese lokalen Phänomene nicht von Satelliten erfasst werden, weisen die Forscher in ihrer Veröffentlichung in der Januar-Ausgabe der „Proceedings of the Royal Society B“ auf die Bedeutung lokaler Messungen für ein Monitoring und die Festlegung von Schutzzonen hin.

1991, 1995, 2003 und 2010 – immer wieder sorgen erhöhte Wassertemperaturen für Korallenbleichen mit tödlichen Folgen für Steinkorallen in der Andamanensee. Diese Tiere haben sich über Jahrtausende an ein enges Temperaturfenster angepasst. Schon ein geringer Anstieg der Wassertemperaturen im Zuge der weltweiten Erwärmung führt dazu, dass Algen, die in einer Zellschichten der Korallen leben und diese mit Energie versorgen, als Symbionten versagen. Die Korallen stoßen diese Algen ab, können allein aber nur schwer überleben.

Der Anstieg der Meerestemperaturen und die dadurch verursachten Korallenbleichen gelten weltweit als eine der größten Bedrohungen des Ökosystems Korallenriff. Diese Erkenntnis forcierte die Erforschung von natürlichen Rückzugsgebieten, in denen Korallen entweder weniger Belastungen ausgesetzt oder durch physiologische Anpassungen stressresistenter geworden sind.

Im Jahr 2010 wurde die Andamanensee von der bisher massivsten Korallenbleiche getroffen. „Die Folgen fielen aber lokal sehr unterschiedlich aus“, betont Dr. Marlene Wall, Biologin am GEOMAR und Erstautorin der Studie in der Januar-Ausgabe der „Proceedings of the Royal Society B“. Bei der Untersuchung stellten die Wissenschaftler fest, wie stark das Ausmaß der Zerstörung von der Lage der Riffe abhing: Standorte, die nach Westen gewandt lagen, profitierten von Internen Wellen (large-amplitude internal waves, LAIW).

Diese bewegen sich anders als Oberflächenwellen innerhalb des Meeres an Dichtesprungschichten, die das kalte Tiefenwasser vom warmen Oberflächenwasser trennen. Treffen diese Internen Wellen auf den Kontinentalschelf, brechen sie und transportieren kaltes Tiefenwasser bis in die seichten Korallenriffe. In Riffen dagegen, die durch Inseln abgedeckt lagen, war der Hitzestress 40 bis 80 Prozent höher – mit dramatischen Folgen.

In der Andamanensee können Interne Wellen die Wassertemperatur um die Korallen herum vorübergehend um bis zu zehn Grad Celsius senken. "Diese Wechselbäder sind Fluch und Segen zugleich. Unter normalen Bedingungen stören die kalten Temperaturen die Korallen. Bei Hitzestress aber bieten sie unverhofft Kühlung und helfen den Korallen damit zu überleben", sagt Projektleiter Prof. Claudio Richter vom Alfred-Wegener-Institut. Er untersucht das Phänomen der Internen Wellen vergleichend in den Tropen und den Polarregionen.

In der tropischen Andamanensee sind Interne Wellen während des trockenen Nordost-Monsuns zwischen Januar und März am stärksten ausgeprägt. Im Juli und August bläst der Monsun aus Südwesten. Er bringt Regen, wirbelt den Ozean kräftig durch und presst Wasser an die Küsten – die Korallenriffe der Inselwestflanken sind dann stärkerer Sedimentation ausgesetzt.

„Die Riffe der Westseiten sind darum weniger stark entwickelt", sagt Dr. Wall, "da Ozeanversauerung und Sauerstoffmangel das Korallenwachstum erschweren". Dennoch sind die Korallengemeinschaften auf den Westseiten artenreicher, was beweist, dass die Korallen, die dort leben, physiologische Anpassungen an diese wiederkehrenden Störungen entwickelt haben. „In Regionen, in denen Interne Wellen auftreten, könnten sie so zum Erhalt der Korallenriffe beitragen“ urteilen die Autoren in ihrer Studie.

Im Rahmen ihrer Untersuchung zeigten die Biologen erstmals den Unterschied zwischen den Daten des Überwachungssatelliten der US-Amerikanischen Wetter- und Ozeanografiebehörde (National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA) und in-situ-Arbeiten auf: Nur Messungen vor Ort konnten das Potenzial der Internen Wellen belegen. „Genaue Kenntnis der lokalen Bedingungen ist darum wichtig, wenn Schutzgebiete für Korallen eingerichtet werden sollen“, so Dr. Wall.

Originalpublikation:
Wall M., Putchim L., Schmidt G.M., Jantzen C., Khokiattiwong S., Richter C. (2015), Large-amplitude internal waves benefit corals during thermal stress. Proc. R. Soc. B 282, doi: 10.1098/rspb.2014.0650

Weitere Informationen:

http://www.geomar.de GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel
http://www.awi.de Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung
http://www.bioacid.de BIOACID (Biological Impacts of Ocean Acidification)
http://www.calmaro.eu CALMARO (Calcification by Marine Organisms)

Dr. Andreas Villwock | GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Ökologie Umwelt- Naturschutz:

nachricht Von der Weser bis zur Nordsee: PLAWES erforscht Mikroplastik-Kontaminationen in Ökosystemen
20.09.2017 | Universität Bayreuth

nachricht Der Monsun und die Treibhausgase
18.09.2017 | Forschungszentrum Jülich

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Ökologie Umwelt- Naturschutz >>>

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