Ein gesundes Korallenriff in Swains-Insel, Amerikanisch-Samoa. NOAA / NMFS / PIFSC / CRED, Ozeanographieteam., CC BY
Korallenriffe sind die Heimat so vieler Arten, dass sie oft als „Regenwälder der Meere“ bezeichnet werden. Heute sind sie einer Reihe von Bedrohungen ausgesetzt, darunter: Erwärmung und Versauerung des Ozeans, Überfischung funktioniert Umweltverschmutzung. Weltweit sind mehr als ein Drittel aller Korallenarten vom Aussterben bedroht.
Ich bin einer von vielen Wissenschaftlern, die es sind Korallen studieren Wege zu finden, wie sie überleben und sich erholen können. Wie ein aktueller Bericht der Nationalen Akademien für Naturwissenschaften, Ingenieurwissenschaften und Medizin zeigt, erforschen Forscher viele verschiedene Strategien. Einige, wie die kontrollierte Züchtung, um Korallen stressresistenter zu machen, werden bereits in kleinem Maßstab entwickelt. Andere, wie das Bewegen von Korallen, um neue Gebiete zu besiedeln, wurden noch nicht getestet.
Meine eigene Arbeit untersucht, ob eine größere Vielfalt von Korallenarten an Riffen das Überleben und Gedeihen von Korallen fördern kann. In einer früher in diesem Jahr veröffentlichten Studie mein Kollege Mark Hay und ich fand Beweise dafür Die Antwort ist ja. Diese Erkenntnis könnte dazu beitragen, umfassendere Strategien zu entwickeln, um Korallenriffe in veränderten Ozeanen widerstandsfähiger zu machen.
In der Natur ist mehr besser
Sind Ökosysteme gesünder, wenn sie viele Arten enthalten, als wenn sie nur wenige beherbergen? Dies ist eine zentrale Frage der Ökologie. Generell haben Wissenschaftler festgestellt, dass Ökosysteme vielfältiger sind Grundierungsarten - die, die definieren ein System und sind von ihm untrennbar, wie Bäume in einem Wald - neigen dazu, zu sein gesünder und besser funktionieren.
Bis vor kurzem hatte noch niemand diesen Test an Korallenriffen durchgeführt. Wir wissen jedoch, dass gesunde Korallenriffe vielfältige, strukturell komplexe Ökosysteme sind, die von Korallen dominiert werden. Im Gegensatz dazu sind Riffe, die durch Belastungen wie z Korallenbleichereignisse Es besteht die Tendenz zu vereinfachten, weniger abwechslungsreichen Landschaften, die oft von Algen dominiert werden.
Für unsere Studie haben wir ein Riffgebiet an der Südwestküste von Fidschis Hauptinsel Viti Levu im Südpazifik ausgewählt. Viele Riffe entlang dieser Küste wurden durch Überfischung und andere Aktivitäten im Zusammenhang mit Menschen stark beeinträchtigt, wodurch die Korallenbedeckung verringert und die Algen dominiert wurden.
Es gibt Hunderte von Korallenarten im gesamten Pazifik, aber in kleineren Maßstäben haben wir bei Voruntersuchungen, die an dem degradierten Riff an unserem Standort durchgeführt wurden, nur fünf oder weniger Arten gefunden. Da diese Bedingungen das widerspiegeln, was in vielen Riffen weltweit vor sich geht, haben wir es als idealen Ort gesehen, um zu testen, ob die Korallenvielfalt für die „neue Normalität“, die wir in den Riffen der Zukunft erwarten, von Bedeutung ist.
Durch Überfischung gestresste Korallenriffe können schnell von Algen dominiert werden. Einige Arten von Seetang produzieren Chemikalien, die Korallen- und Fischlarven abwehren, wodurch die Wiederherstellung von degradierten Riffen verhindert werden kann.
Unterwassergärten
Unser Team erstellte 48-Betongrundstücke auf dem Meeresboden des degradierten Riffs, die als Grundlage für experimentelle Korallengärten dienten. Wir haben Einzelgärten angelegt, in denen jeweils eine von drei Korallenarten vorkommt - Pocillopora damicornis, allgemein bekannt als Blumenkohlkoralle; Porites cylindrica, auch als gelbe Fingerkoralle bekannt; und Acropora Millepora, eine der vielen Arten, die als Hirschhornkorallen bekannt sind. Wir haben auch gemischte Gärten angelegt, in denen alle drei Arten vorkommen.
Wir haben diese Korallen ausgewählt, weil sie in Riffen im gesamten Pazifik häufig vorkommen und für verschiedene Korallenfamilien repräsentativ sind, die auf eine Vielzahl schädlicher Störungen unterschiedlich reagiert haben. In jedem Garten befanden sich 18-Korallen, also insgesamt 864-Korallen.
A Porites cylindrica Korallen in unseren Versuchsgärten gepflanzt. Jede Koralle wurde mit Epoxidharz in einen umgedrehten Soda-Flaschenhals eingebettet, sodass wir sie problemlos auf den Gartengrundstücken anbringen oder von diesen entfernen konnten. Cody Clements, CC BY-ND
Um die Leistung jeder Koralle während ihres Wachstums zu beurteilen, mussten wir sie regelmäßig aus ihren Parzellen entfernen. Also schnitten wir die Spitzen von Hunderten von Soda-Flaschen ab und pflanzten eine einzelne Koralle mit Epoxy-Kitt in den umgedrehten Hals jeder Flasche. Wir haben die Flaschenverschlüsse in unsere Betonplatten eingebettet, so dass wir jeden Flaschenhals leicht abschrauben können, um die darin enthaltene Koralle zu untersuchen, und dann wieder in die Basis schrauben können. Während der 16-Monate haben wir die Korallen gewogen und andere Maße ihres Wohlbefindens verfolgt, einschließlich Gewebetod und Besiedlung jedes Gartens durch schädliche Meeresalgen.
Experimentelle Korallengärten auf einem degradierten Riff in Fidschi. Gärten mit einer Mischung aus Korallenarten schnitten besser ab als Gärten mit nur einer Art. Cody Clements, CC BY-ND
Wir haben immer wieder festgestellt, dass Korallen, die in Gärten mit verschiedenen Arten gezüchtet wurden, eine bessere Leistung zeigten als solche in Parzellen mit nur einer Art. Innerhalb von vier Monaten übertraf das Korallenwachstum in den Mischgärten sogar die leistungsstärksten Einzelgärten. Dies deutet darauf hin, dass sich verschiedene Arten auf noch unbekannte Weise gegenseitig nutzen können, zumindest in frühen Stadien der Entwicklung einer Korallengemeinschaft.
Beispiele für Einzel- und Mischkorallengärten im Laufe der Zeit während unseres 16-Monatsexperiments. Nach vier Monaten übertrafen Gärten mit gemischten Arten Gärten mit nur einer Art in mehrfacher Hinsicht - sie wuchsen im Durchschnitt schneller als selbst die leistungsstärksten Gärten mit nur einer Art (Acropora Millepora). In den 16-Monaten war das Wachstum zwischen gemischten Arten und vergleichbar Acropora Gärten, aber die Gesamtleistung von Einartengärten blieb weiterhin hinter ihren Mischarten-Gegenstücken zurück. Clements und Hay, 2019, CC BY-ND
Warum ist mehr besser?
Die nächste Frage ist, was die beobachteten Effekte ausgelöst hat. Wir hoffen, in zukünftigen Experimenten eine Reihe von Hinweisen untersuchen zu können. Zum Beispiel beobachten Landwirte das gewöhnlich Der Anbau eines vielfältigen Pflanzenmix hilft, die Ausbreitung von Infektionskrankheiten zu reduzieren unter Einzelpersonen. Könnte das auch für Korallenriffe gelten?
Unsere ersten Erkenntnisse geben Anlass zur Sorge und Hoffnung für die Zukunft der Korallenriffe. Wenn die Vielfalt ein wesentlicher Bestandteil des Wohlbefindens von Korallen ist, kann ein anhaltender Artenverlust diese Ökosysteme dramatisch verändern und zu einem weiteren Rückgang der Riffe führen. Wie viele Teile können aus dem „Ökosystem-Motor“ entfernt werden, bevor er ausfällt?
Das heißt, viele der Strategien im National Academies Report Biodiversität - sowohl auf genetischer als auch auf Artenebene - nutzen, um die Widerstandsfähigkeit von Korallenriffen zu verbessern. Beispiele hierfür sind die Kreuzung von Korallen zwischen Populationen; Veränderung der Korallengene, um ihnen neue Funktionen zu geben, wie z. B. höhere Hitzetoleranz; und stressresistente Korallen oder Korallengene an neue Orte zu bringen.
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Vielversprechende Fortschritte in der Technologie, wie z Kartierung von Korallenriffen aus der Luftkann Forschern auch dabei helfen, den Gesundheitszustand von Korallen einzuschätzen und festzustellen, welche Arten sie enthalten. Diese Basisinformationen können dazu beitragen, die Verwaltungs- und Wiederherstellungsbemühungen besser zu informieren.
Korallen sind in Schwierigkeiten, aber sie sind noch nicht fertig. Vielleicht kann es ihnen helfen, die Kraft ihrer verbleibenden Artenvielfalt zu nutzen, um eine Chance zum Kampf zu bekommen.
Über den Autor
Cody Clements, Postdoktorand, Georgia Institute of Technology
Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.
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