Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ökologisches Neuland im Roten Meer - Von süßen Quallen und nahrhaften Schleimspuren

25.03.2010
In vier mehrwöchigen Expeditionen hat der LMU-Forscher Dr. Christian Wild zusammen mit seiner Arbeitsgruppe CORE (Coral Reef Ecology) von der Fakultät für Geowissenschaften die Korallenriffe im nördlichen Roten Meer untersucht - und damit eine bisher wenig untersuchte Unterwasserlandschaft betreten. "Es gab große biogeochemische Wissenslücken, weil hier bisher kaum Forschung in diese Richtung betrieben wurde", sagt der Geobiologe. "Dabei gehören die Korallenriffe des Roten Meeres zum weltweit häufigsten Rifftyp, dem Saumriff. Die Erkenntnisse, die wir gewonnen und jetzt in mehreren aktuellen Publikationen veröffentlicht haben, lassen sich daher auf viele andere Riffe übertragen." Das Team um Wild konnte unter anderem zeigen, dass die Bedeckung des Meeresbodens durch unterschiedliche marine Organismen auch die Sauerstoffverfügbarkeit im Korallenriff unterschiedlich beeinflusst. Das kann sich negativ auf sauerstoff-empfindliche Riffbewohner auswirken, wie eine Nachfolgestudie offenbart hat. "Im Roten Meer konnten wir zudem einen unbekannten Stoffkreislauf nachweisen, der Mangelelemente wie Stickstoff, Phosphor und Eisen im sehr nährstoffarmen Ökoraum hält", berichtet Wild. "Außerdem konnten wir zeigen, dass die auch in Korallenriffen weit verbreitete Mangrovenqualle Cassiopea - die mit dem Schirm nach unten und nach oben gestreckten Tentakeln auf dem Meeresboden liegt - vergleichsweise große Mengen an Zucker und Schleimen abgibt, die einer Reihe von anderen Rifforganismen als Nahrung dienen und so einen bisher nicht beschriebenen Energiefluss vom Meeresboden in die Wassersäule über Korallenriffen bewirken."

Wild und sein Team verbrachten in den letzten vier Jahren insgesamt mehrere Monate am und im nördlichen Roten Meer, um die bislang kaum untersuchten biogeochemischen Prozesse in den dortigen Korallenriffen zu erforschen. Vorherrschend sind hier Saumriffe, die sich in direkter Küstennähe und oft über viele Kilometer Länge entlang der Küste des Festlandes erstrecken. Saumriffe sind der weltweit häufigste Rifftyp und kommen nicht nur im Roten Meer vor, sondern auch im Indischen Ozean, in Südostasien und in der Karibik. "Unsere Ergebnisse lassen sich also auch auf viele andere Riffe übertragen", betont Wild. Besonders lohnend wurde der Einsatz durch sogenannte in-situ-Logger. Das sind wasserdichte Sensoren, die mit einem Chip ausgestattet sind und in kurzen Zeitabständen bestimmte Parameter im Meerwasser messen - und diese Information auch speichern. Die Logger werden nach ihrem Einsatz an Land ausgelesen und liefern dabei hochaufgelöste Daten direkt aus dem Feld.

So zeigten die Messungen mit diesen Geräten, dass die Bedeckung des Meeresbodens durch verschiedene marine Organismen - die benthische Gemeinschaft - die Verfügbarkeit von Sauerstoff in Korallenriffen unterschiedlich beeinflusst. Je mehr Algen in Korallenriffen vorkommen, desto geringer sind offenbar die mittleren Sauerstoffkonzentrationen im Wasser direkt über dem Riff. Das liegt wohl daran, dass die Riffalgen eine große Menge von Zucker und andere gelöste organische Substanzen abgeben. Diese organischen Nährstoffe werden sehr schnell von Mikroorganismen abgebaut, was zu einer Verringerung der Sauerstoffkonzentration führt. "Unsere Vermutung, dass dies negative Auswirkungen auf Korallen und andere Sauerstoff-empfindlichen Rifforganismen haben könnte, hat sich dann tatsächlich in einer Nachfolgestudie bestätigt", berichtet Wild. "Wir konnten zeigen, dass Korallen vor allem im direkten Kontakt mit Riffalgen geschädigt werden."

Doch auch die Korallen selbst produzieren organisches Material: So zeigte sich, dass alle dominanten Steinkorallen vor allem Schleime in ihr Umgebungswasser abgeben, die dann bis zu 80 Minuten mit der Oberfläche der Korallen verbunden bleiben. "Aus unseren Vergleichsstudien vom australischen Great Barriere Riff wissen wir, dass das sehr lange ist", sagt Wild. Die klebrigen Schleime sammeln - ähnlich einer Fliegenfalle - kleine Partikel wie Algenfragmente, Zooplankton und kleine Sandkörnchen aus der Wassersäule ein und werden dadurch sehr schwer. Lösen sich die angereicherten Schleimfäden schließlich, sinken sie in kürzester Entfernung - weniger als fünf Meter - ab und werden schnell von Mikroorgnismen in der Wassersäule und den Riffsanden abgebaut. "Auf diesem Weg werden regenerierte Nährstoffe wie Stickstoff, Phosphor und Eisen freigesetzt, die dann sehr schnell wieder von Photosynthese betreibenden Organismen, den sogenannten Primärproduzenten, aufgenommen werden. So werden diese Mangelelemente im extrem nährstoffarmen Ökosystem Korallenriff gehalten", sagt Wild. "Mit dieser Studie haben wir einen bisher unbekannten kurzgeschlossenen Stoffkreislauf beschrieben, der über die Abgabe von Schleimen durch Korallen im Roten Meer funktioniert."

Die Mangrovenqualle Cassiopea schließlich ist der Schlüssel zu einer weiteren neuen Verknüpfung zwischen den Nahrungsketten im Riff, die die Forscher nachweisen konnten. Diese auch in Korallenriffen oft beobachtete Quallenart liegt mit dem Schirm nach unten und nach oben gestreckten Tentakeln auf dem Meeresboden. Die von Cassiopea abgegebenen Zucker und Schleime werden dann von Mikroorganismen, aber auch von kleinen Schwebegarnelen aufgenommen, wie das Team um Wild mit Hilfe von Markierungsexperimenten mit stabilen Isotopen zeigen konnte. Diese Studie offenbarte einen bisher nicht beschriebenen Fluss von Energie vom Meeresboden in die Wassersäule in Korallenriffökosystemen und betont einmal mehr die Komplexität der Wechselbeziehungen in solchen Lebensräumen.

"Nun wollen wir im Roten Meer auch die chemische Zusammensetzung und Dynamik der Abgabe von organischem Material durch Riffalgen verstehen", sagt Wild. "Uns geht es vor allem um den Zusammenhang zwischen der Verfügbarkeit an anorganischen Nährstoffen wie Nitrat und Phosphat sowie der Abgabe von Zuckern durch die Algen und einer anschließenden Stimulation der mikrobiellen Aktivität. Denn wir beobachten im Moment, dass aus Massentourismus und Marikultur immer mehr Düngemittel in die küstennahen Korallenriffe eingetragen werden und dort nicht nur das Wachstum, sondern auch den Stoffwechsel der Riffalgen begünstigen, so dass es aus mehreren Gründen zu einem sogenannten Regimewechsel kommen kann. Das ist der Übergang von korallendominierten zu algendominierten Riffen, der inzwischen von vielen anderen Korallenriffen gemeldet wird." (suwe)

Publikationen:
"Benthic community composition affects O2 availability and variability in a Northern Red Sea fringing reef", Niggl W, Haas AF, Wild C,

Cover article in Hydrobiologia (in press)

"Coral mucus release and following particle trapping contribute to rapid nutrient recycling in a Northern Red Sea fringing reef", Mayer FW, Wild C,

Marine & Freshwater Research (in press)

"Organic matter release by the dominant hermatypic corals of the Northern Red Sea",
Naumann MS, Haas AF, Struck U, Mayr C, el-Zibdah M, Wild C,
Coral Reefs (in press)
Seasonal in-situ monitoring of coral-algae interaction stability in fringing reefs of the Northern Red Sea", Haas AF, el-Zibdah M, Wild C,
Coral Reefs, März 2010,
DOI: 10.1007/s00338-009-0556-y
"Abundance and habitat specificity of up-side down jellyfish Cassiopea sp. within fringing coral reef environments of the Northern Red Sea", Niggl W, Wild C,

Helgoland Marine Research (in press)

"Organic matter release by the benthic upside-down jellyfish Cassiopea sp. fuels pelagic food webs in coral reefs", Niggl W, Naumann MS, Struck U, Manasrah M, Wild C,
Journal of Experimental Marine Biology and Ecology, März 2010
DOI: 10.1016/j.jembe.2010.01.011
Ansprechpartner:
Dr. Christian Wild
Fakultät für Geowissenschaften der LMU
Tel.: 089 / 2180 - 6706
Fax: 089 / 2180 - 6601
E-Mail: c.wild@lrz.uni-muenchen.de

Luise Dirscherl | Ludwig-Maximilians-Universität M
Weitere Informationen:
http://www.palmuc.de/core

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Messungen zu Veränderungen der Erdkruste infolge der Klimaänderung: TUD-Forscher auf dem Weg nach Grönland
23.08.2019 | Technische Universität Dresden

nachricht Neuer Ansatz zur Erkundung vulkanischer Kraterseen
22.08.2019 | Helmholtz-Zentrum Potsdam - Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Hamburger und Kieler Forschende beobachten spontanes Auftreten von Skyrmionen in atomar dünnen Kobaltfilmen

Seit ihrer experimentellen Entdeckung sind magnetische Skyrmionen – winzige magnetische Knoten – in den Fokus der Forschung gerückt. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Hamburg und Kiel konnten nun zeigen, dass sich einzelne magnetische Skyrmionen mit einem Durchmesser von nur wenigen Nanometern in magnetischen Metallfilmen auch ohne ein äußeres Magnetfeld stabilisieren lassen. Über ihre Entdeckung berichten sie in der Fachzeitschrift Nature Communications.

Die Existenz magnetischer Skyrmionen als teilchenartige Objekte ist bereits vor 30 Jahren von theoretischen Physikern vorhergesagt worden, konnte aber erst...

Im Focus: Hamburg and Kiel researchers observe spontaneous occurrence of skyrmions in atomically thin cobalt films

Since their experimental discovery, magnetic skyrmions - tiny magnetic knots - have moved into the focus of research. Scientists from Hamburg and Kiel have now been able to show that individual magnetic skyrmions with a diameter of only a few nanometres can be stabilised in magnetic metal films even without an external magnetic field. They report on their discovery in the journal Nature Communications.

The existence of magnetic skyrmions as particle-like objects was predicted 30 years ago by theoretical physicists, but could only be proven experimentally in...

Im Focus: Physicists create world's smallest engine

Theoretical physicists at Trinity College Dublin are among an international collaboration that has built the world's smallest engine - which, as a single calcium ion, is approximately ten billion times smaller than a car engine.

Work performed by Professor John Goold's QuSys group in Trinity's School of Physics describes the science behind this tiny motor.

Im Focus: Die verschränkte Zeit der Quantengravitation

Die Theorien der Quantenmechanik und der Gravitation sind dafür bekannt, trotz der Bemühungen unzähliger PhysikerInnen in den letzten 50 Jahren, miteinander inkompatibel zu sein. Vor kurzem ist es jedoch einem internationalen Forschungsteam von PhysikerInnen der Universität Wien, der Österreichischen Akademie der Wissenschaften sowie der Universität Queensland (AUS) und dem Stevens Institute of Technology (USA) gelungen, wichtige Bestandteile der beiden Theorien, die den Verlauf der Zeit beschreiben, zu verbinden. Sie fanden heraus, dass die zeitliche Abfolge von Ereignissen echte Quanteneigenschaften aufweisen kann.

Der allgemeinen Relativitätstheorie zufolge verlangsamt die Anwesenheit eines schweren Körpers die Zeit. Das bedeutet, dass eine Uhr in der Nähe eines schweren...

Im Focus: Quantencomputer sollen tragbar werden

Infineon Austria forscht gemeinsam mit der Universität Innsbruck, der ETH Zürich und Interactive Fully Electrical Vehicles SRL an konkreten Fragestellungen zum kommerziellen Einsatz von Quantencomputern. Mit neuen Innovationen im Design und in der Fertigung wollen die Partner aus Hochschulen und Industrie leistbare Bauelemente für Quantencomputer entwickeln.

Ionenfallen haben sich als sehr erfolgreiche Technologie für die Kontrolle und Manipulation von Quantenteilchen erwiesen. Sie bilden heute das Herzstück der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

GAIN 2019: Das größte Netzwerktreffen deutscher Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler startet in den USA

22.08.2019 | Veranstaltungen

Künstliche Intelligenz auf der MS Wissenschaft

22.08.2019 | Veranstaltungen

Informatik-Tagung vom 26. bis 30. August 2019 in Aachen

21.08.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

5G macht die Produktion smarter

23.08.2019 | Informationstechnologie

Wärmekraftmaschinen in der Mikrowelt

23.08.2019 | Physik Astronomie

Auf dem Prüfstand: Automatisierte Induktionsthermographie zur Oberflächenrissprüfung von Schmiedeteilen

23.08.2019 | Maschinenbau

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics