Klimakrise: Manche Korallen leben 10.000 Jahre - nun ist bekannt warum
Ein Forschungsteam der Universität Konstanz hat einen Datensatz zur Erforschung der Korallenriffe veröffentlicht. Zuvor fand eine zweijährige Expedition namens Tara-Pazifik(öffnet im neuen Fenster) statt. Dabei hat das Team die Lebens- und Überlebensbedingungen von Korallen erforscht.
Während ihrer Reise durchquerten die Forscher den gesamten Pazifik. Dabei erstellten sie die bislang größte Gen-Typisierungsstudie, die je in einem marinen System durchgeführt wurde. Für den Datensatz entnahmen sie den 100 erforschten Korallenriffen rund 58.000 Proben. Besonders angesichts des Korallensterbens beispielsweise im Great Barrier Reef an der Küste Australiens, kann ihr Datensatz Aufschluss über die lebenswichtigen Riffe – beispielsweise binden sie Kohlenstoffdioxid und schützen Küstenstädte – unseres Planeten bieten.
Korallen: Das größte Biotop der Erde
"Korallenriffe sind das biologisch vielfältigste marine Ökosystem der Erde. Auf einer Fläche von nur 0,16 Prozent der Weltmeere beherbergen sie rund 35 Prozent der bekannten marinen Arten", heißt es in einer Pressemitteilung.
Die gesamte global geschätzte bakterielle Biodiversität ist laut ersten Auswertungen der Forschungsgruppe bereits in den Mikroorganismen der Korallenriffe zu finden. "Die mikrobielle Biodiversität, die wir im Moment weltweit annehmen, ist völlig unterschätzt", erklärte Christian Voolstra in einer Pressemitteilung(öffnet im neuen Fenster). Er ist Professor für genetische Adaption in aquatischen Systemen an der Universität Konstanz und Mit-Koordinator der Tara-Pazifik-Expedition.
Je nach Art passen sich die Korallen unterschiedlich an Umweltveränderungen an. Das Team fand heraus, dass bei sehr stressresistenten Korallen die Telomere immer gleich lang sind. Die Telomere sind die Schutzkappen am Ende der Chromosomen. Bei jeder Zellteilung werden sie eigentlich kürzer. Aus diesem Grund vermutet die Fachwelt, dass Länge der Telomere eng mit dem biologischen Alter verknüpft ist.
Einige Korallen leben 10.000 Jahre lang
Bei Korallen sei das anders, erklärte Voolstra und schlussfolgert: "Sie verfügen anscheinend über einen Mechanismus, diese Telomerlängen wieder aufzufüllen." Besonders bei eher kurzlebigen Korallengattungen – die vielleicht hundert Jahre überdauern – wird die Telomerlänge etwa von Umweltfaktoren wie Temperaturschwankungen beeinflusst. Diese Gattungen sind stressempfindlicher.
Stressresistente und damit langlebige Korallengattungen dagegen duplizieren bestimmte Gene. Dadurch sind viele wichtige Gene im Genom mehrfach vorhanden. Um dies festzustellen, hatte das Team die Genome mit einer neuen hochauflösenden Technik sequenziert. Dadurch konnten sie sich auch die einzelnen Gen-Abfolgen genau anschauen. Obwohl solche Korallengattungen im Flachwasser beispielsweise extremen ultravioletten Sonneneinstrahlungen ausgesetzt sind, können sie dennoch Tausende Jahre alt werden – einige sogar 10.000 Jahre. Laut Voolstra ist diese Gen-Duplizität eine mögliche Erklärung dafür.
Zu den Studien
Seine Ergebnisse veröffentlichte das Forschungsteam am 1. Juni 2023 im Fachmagazin Nature Communications unter den nachfolgenden Titeln:
- Diversity of the Pacific Ocean coral reef microbiome(öffnet im neuen Fenster) (Vielfalt des Mikrobioms von Korallenriffen im Pazifik)
- Telomere DNA length regulation is influenced by seasonal temperature differences in short-lived but not in long-lived reef-building corals(öffnet im neuen Fenster) (Die Regulierung der Telomer-DNA-Länge wird durch jahreszeitliche Temperaturunterschiede bei kurzlebigen, aber nicht bei langlebigen riffbildenden Korallen beeinflusst)
- Pervasive tandem duplications and convergent evolution shape coral genomes(öffnet im neuen Fenster) (Weit verbreitete Tandemverdopplungen und konvergente Evolution formen Korallengenome)
Zwei weitere Studien wurden ebenfalls am 1. Juni 2023 veröffentlicht, jedoch in zwei unterschiedlichen Fachzeitschriften:
- Open science resources from the Tara Pacific expedition across coral reef and surface ocean ecosystems(öffnet im neuen Fenster) (Offene wissenschaftliche Ressourcen von der Tara-Pazifik-Expedition über Korallenriffe und Oberflächenökosysteme des Ozeans); erschienen in Genome Biology
- Integrative omics framework for characterization of coral reef ecosystems from the Tara Pacific expedition(öffnet im neuen Fenster) (Integratives Omics-Framework zur Charakterisierung von Korallenriff-Ökosystemen aus der Tara-Pazifik-Expedition); erschienen in Sci Data
An der Studie nahmen 70 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus acht Ländern teil. Trotz der unterschiedlichen Standorte der Probeentnahmen haben sie die Korallen an jedem Standort auf identische Weise untersucht. Das macht sie vollständig vergleichbar. Der Datensatz ist frei verfügbar und soll auf Jahre hinaus die Grundlage zur Erforschung der Lebens- und Überlebensbedingungen von Korallen bilden.
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