Leibniz-Zentrum für Marine Tropenforschung GmbH
Marine Hitzewellen und Korallenbleiche: Warum sich manche Riffe schneller erholen als andere
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Marine Hitzewellen und Korallenbleiche: Warum sich manche Riffe schneller erholen als andere
Klimabedingte Stressfaktoren wie marine Hitzewellen führen weltweit zu einem rapiden Rückgang der Korallenbedeckung und setzen Riffökosysteme zunehmend unter Druck. Mithilfe eines mathematischen Modells identifizierten Forschende des Leibniz-Zentrums für Marine Tropenforschung (ZMT) einen Schlüsselmechanismus. Dieser erklärt, warum sich manche Korallen nach Störungen schneller erholen als andere, und trägt dazu bei, relevante Merkmale für die Stärkung von Wiederherstellungsstrategien zu bestimmen. Die Studie im Journal of the Royal Society Interface untersucht die Korallenrekrutierung – den Prozess, durch den sich Korallenlarven ansiedeln und zu ausgewachsenen Korallen entwickeln. Die neue Arbeit zeigt, dass die spezifische Abhängigkeit der Rekrutierung von der Dichte ausgewachsener Korallen entscheidend dafür ist, wie rasch sich Riffe nach Störungen wie Korallenbleichen regenerieren können.
Korallenriffe zählen zu den produktivsten und artenreichsten Ökosystemen der Erde. Doch ihre Bestände schrumpfen zusehends. Verantwortlich ist ein Zusammenspiel mehrerer Stressfaktoren: marine Hitzewellen, die Korallenbleichen auslösen, Nährstoffanreicherungen sowie die zunehmende Ausbreitung korallenfressender Dornenkronenseesterne. Dem Global Coral Reef Monitoring Network (GCRMN) zufolge haben 84 % der weltweiten Riffe bereits Hitzestress in einem Ausmaß erlebt, das zu Bleiche führt. Der Global Tipping Points Report des letzten Jahres warnte, dass die Welt durch das weltweite Absterben von Warmwasser-Korallenriffen ihren ersten klimatischen Kipppunkt erreicht habe.
Trotz weitreichender Schäden zeigen einige Riffe allerdings Anzeichen der Erholung, während andere sich weiter zurückbilden. Die Ursachen dafür zu verstehen, ist eine zentrale Voraussetzung für wirksame Schutzstrategien. Ein Forschungsteam des ZMT und der Vrije Universiteit Amsterdam untersuchte nun, ob Unterschiede in den Rekrutierungsmustern von Korallen die Fähigkeit eines Riffs beeinflussen, sich nach einer Störung zu regenerieren.
„Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass sich Jungkorallen verschiedener Arten unterschiedlich ansiedeln und wachsen, je nachdem, wie viele erwachsene Korallen bereits am Riff vorhanden sind“, sagt ZMT-Meereswissenschaftler Subhendu Chakraborty, Erstautor der Studie. „Mit anderen Worten: Einige Arten bringen leichter neue Jungkorallen hervor, wenn nur wenige erwachsene Korallen in der Nähe sind, während andere darauf angewiesen sind, dass viele erwachsene Korallen vor Ort sind.“
Auf der Grundlage dieser Erkenntnisse entwickelten die Forschenden ein mathematisches Modell der Konkurrenz zwischen Korallen und Makroalgen, um drei Szenarien der Korallenrekrutierung zu testen: eine Rekrutierung, die mit der Anzahl der in der Nähe vorhandenen erwachsenen Korallen stetig zunimmt; eine Rekrutierung, die besonders effektiv ist, wenn nur wenige erwachsene Korallen in der Umgebung verbleiben; oder eine Rekrutierung, die nur zunimmt, wenn viele erwachsene Korallen vorhanden sind.
Anschließend simulierten die Forschenden einen massiven Korallenverlust und untersuchten, welche Korallenarten sich unter verschiedenen Umweltbedingungen erholen und Makroalgen verdrängen konnten. Das Modell stützte sich auf empirische Daten einer riffbildenden Acropora-Korallenart.
„Nicht alle Korallen haben die gleiche Fähigkeit, sich zu regenerieren“, erklärt Chakraborty. „Einige Korallenarten, wie beispielsweise Acropora, können sich erholen und Makroalgen verdrängen, selbst wenn nur wenige adulte Tiere überleben. Andere hingegen sind dazu nur eingeschränkt in der Lage – es sei denn, zahlreiche adulte Tiere verbleiben in der Nähe des Ansiedlungsortes oder die Störung fällt sehr gering aus“, so der Forscher.
„Insgesamt konnten wir zeigen, dass kleine Unterschiede in der Art und Weise, wie Korallen nachwachsen, darüber entscheiden können, ob ein Riff nach einer Störung überlebt oder schließlich einem Regimewechsel erliegt, bei dem Makroalgen die Oberhand gewinnen“, fügt Senior-Autor und Meereswissenschaftler Agostino Merico vom ZMT hinzu.
Korallenmerkmale verstehen, um die Regenerierung von Riffen zu verbessern
Die ZMT-Riffökologin und Mitautorin Sonia Bejarano fasst die Ergebnisse und ihre Auswirkungen auf die Riff-Renaturierung so zusammen: „Die Erholung der Korallen hängt nicht nur davon ab, wie stark ein Stressfaktor ist, sondern auch von den biologischen Merkmalen der Korallenarten“, sagt sie. „Die Auswahl der richtigen Korallenarten könnte die Bemühungen zur Riff-Renaturierung vorantreiben.“
Mitautor Bob Kooi, mathematischer Modellierer an der Vrije Universiteit Amsterdam, erklärt: „Wenn die Korallenbedeckung zu stark abnimmt, können sich Riffe möglicherweise nicht von selbst erholen. Das Verständnis der biologischen Unterschiede zwischen Korallen hilft zu erklären, warum sich manche Riffe nach schweren Störungen wie einer Bleiche erholen und andere zusammenbrechen.“
Gesunde Korallenriffe bedeuten Ernährungssicherheit, Arbeitsplätze und Küstenschutz für Hunderte Millionen Menschen in tropischen und subtropischen Regionen. Ihr Rückgang wirkt sich sowohl auf die Natur als auch auf menschliche Gemeinschaften aus. Daher beleuchtet die Studie nicht nur die Dynamik von Riffen, sondern hat auch relevante Implikationen für den Schutz von Riffen und die Entwicklung wissenschaftlich fundierter Lösungen für ein nachhaltiges Management.
Das Team entwirft nun Laborexperimente, um die Modellergebnisse unter einem breiteren Spektrum von Bedingungen zu testen. „Wir wollen mathematische Modellierungsansätze mit Laborexperimenten verbinden, um Vorhersagen in komplexeren Umweltszenarien weiter zu verbessern“, so Chakraborty und Merico abschließend.
Publikation:
Chakraborty S, Bejarano S, Kooi B, Merico A. 2026 Impacts of different recruitment density-dependences on post-disturbance coral reef recovery. J. R. Soc. Interface 23: 20250281. https://doi.org/10.1098/rsif.2025.0281
Fragen beantworten:
Dr. Subhendu Chakraborty | AG Systemökologie | Leibniz-Zentrum für Marine Tropenforschung (ZMT)
E-Mail: subhendu.chakraborty@leibniz-zmt.de
Prof. Dr. Agostino Merico | AG Systemökologie | Leibniz-Zentrum für Marine Tropenforschung (ZMT)
E-Mail: agostino.merico@leibniz-zmt.de
Andrea Daschner Presse- und Öffentlichkeitsarbeit Tel: +49 (0)421 238 00 - 72 Fax: +49 (0)421 238 00 - 30 E-Mail: andrea.daschner@leibniz-zmt.de Web: www.leibniz-zmt.de
Über das Leibniz-Zentrum für Marine Tropenforschung (ZMT) Das Leibniz-Zentrum für Marine Tropenforschung (ZMT) in Bremen widmet sich in Forschung und Lehre dem besseren Verständnis tropischer Küstenökosysteme wie Mangroven, Seegraswiesen, Korallenriffen, Ästuaren und Auftriebsgebieten. Im Mittelpunkt stehen Fragen zu ihrer Struktur und Funktion, ihren Ressourcen und ihrer Widerstandsfähigkeit gegenüber menschlichen Eingriffen und natürlichen Veränderungen. Mit seiner Arbeit schafft das Institut eine wissenschaftliche Grundlage für den Schutz und die nachhaltige Nutzung dieser Lebensräume. Das ZMT führt seine Forschungsprojekte in enger Kooperation mit Partnern in den Tropen durch, wo es die Entwicklung von Expertise und Infrastruktur auf dem Gebiet des nachhaltigen Küstenzonenmanagements unterstützt. Das ZMT ist Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft. Weitere Informationen unter www.leibniz-zmt.de.
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