In der heutigen Zeit steht die Meereswelt vor gravierenden Herausforderungen. Besonders die Korallenriffe, die als Biodiversitäts-Hotspots gelten, sind durch die Klimakrise stark bedroht. Die Versauerung der Ozeane, ein direktes Resultat der globalen Erwärmung, könnte das Überleben dieser einzigartigen Ökosysteme gefährden. Eine aktuelle Studie, die von einer Gruppe von Wissenschaftlern um die Meeresbiologin Prof. Dr. Tali Mass von der Universität Haifa und den Materialwissenschaftler Prof. Dr. Paul Zaslansky von der Charité Berlin durchgeführt wurde, beleuchtet diese Problematik und zeigt auf, welche Rolle Röntgenuntersuchungen dabei spielen können, das Verhalten von Korallen unter verschiedenen Umweltbedingungen zu verstehen.
Die Forscher untersuchten die Larven der Steinkoralle Stylophora pistillata, die im Roten Meer vorkommt. Im Rahmen ihrer Experimente wurden die Larven in einem Aquariensystem unter variierenden pH-Bedingungen aufgezogen. Während einige Becken normales Meerwasser enthielten, wurden in anderen Bedingungen simuliert, die für das Ende dieses Jahrhunderts ohne effektive Klimaschutzmaßnahmen prognostiziert werden. Diese Szenarien, die als RCP8.5 bekannt sind, deuten auf eine signifikante Versauerung der Ozeane und einen Temperaturanstieg von mehr als vier Grad Celsius hin. Solche Bedingungen können katastrophale Folgen für die Korallenriffe haben.
Ein zentrales Thema der Forschung ist die Skelettbildung der Korallen. Diese ist entscheidend für das Überleben der Korallen, da sie in den frühen Lebensphasen ein stabiles Skelett entwickeln müssen. Die Korallen scheiden Kalziumkarbonat aus, das die Struktur des Skeletts bildet. Interessanterweise besteht das Skelett aus zwei unterschiedlichen Komponenten: den Kalzifizierungszentren (RADs) und faserartigen Strukturen (TDs). Diese bestehen aus verschiedenen Formen von Kalziumkarbonat und deren genaue Bildung ist bis heute nicht vollständig verstanden. Frühere Annahmen besagten, dass RADs zuerst gebildet werden, gefolgt von der Anheftung der TDs.
Die detaillierten Erkenntnisse über die Skelettbildung sind von großer Bedeutung, nicht nur für das Verständnis der Korallenbiologie, sondern auch für die Entwicklung von Schutzstrategien. Um die Skelettbildung zu analysieren, nutzten die Wissenschaftler die BAMline an der Röntgenquelle BESSY II. Durch moderne bildgebende Verfahren konnten sie die Mineralphasen der Korallen in dreidimensionaler Form untersuchen. Die Ergebnisse waren überraschend und zeigten, dass RADs und TDs gleichzeitig entstehen, was die bisherigen Annahmen über den Prozess der Skelettbildung in Frage stellt.
Die Untersuchung der Auswirkungen von Ozeanversauerung auf die Skelettbildung ergab, dass ein niedriger pH-Wert die Stabilität des Korallenskeletts verringert. Bei pH-Werten von 7,6, die für stark versauerte Bedingungen stehen, wurden signifikante Entwicklungsstörungen in der Bildung der RADs beobachtet. Gleichzeitig wiesen die TDs und RADs unter sauren Bedingungen eine höhere Dichte auf, was darauf hindeutet, dass die Korallen ihre Kristallproduktion anpassen, um mit den veränderten Umweltbedingungen umzugehen.
Die Ergebnisse dieser Studie werfen wichtige Fragen auf: Wie werden sich Korallenriffe in Zukunft entwickeln, wenn die globalen Temperaturen weiter steigen und die Ozeane weiter versauern? Die bisherigen Forschungsergebnisse deuten auf eine komplexe Interaktion zwischen den Umwelteinflüssen und der Skelettbildung hin. Während die Korallen im Roten Meer bislang eine gewisse Widerstandsfähigkeit gegenüber Hitzewellen gezeigt haben, könnte sich dies in Anbetracht der fortschreitenden Klimaerwärmung ändern.
Die Forscher plädieren für sofortige und effektive Maßnahmen zum Klimaschutz, um die schlimmsten Szenarien abzuwenden. Angesichts der dramatischen Veränderungen in den Meeresökosystemen ist es unerlässlich, die Zusammenhänge zwischen Ozeanversauerung und Korallenbildung weiter zu erforschen. Nur durch ein vertieftes Verständnis dieser Prozesse können geeignete Schutzmaßnahmen entwickelt werden, um die Zukunft der Korallenriffe zu sichern und die Vielfalt der marinen Lebensräume zu bewahren.
