Die ungewisse Zukunft der Korallenriffe

Korallenriffe sind einzigartig: Sie zählen zu den größten von Lebewesen geschaffenen "Bauwerken" der Erde, sind dicht besiedelt und besonders artenreich. Wie gefährdet diese Lebensräume durch den Klimawandel sind, untersucht Paläontologe Martin Zuschin in einem aktuellen FWF-Projekt.

Dass die Meerestemperatur im Zuge des Klimawandels steigen wird, ist eine unausweichliche Realität. Wie die äußerst komplexen und diversen Ökosysteme der Korallenriffe darauf reagieren, erforscht Martin Zuschin vom Institut für Paläontologie der Universität Wien. Statt in die Zukunft blickt Zuschin dafür allerdings zunächst in die Vergangenheit: Er untersucht die Korallenzusammensetzung von rund 125.000 Jahre alten, fossilen Riffen am Roten Meer und vergleicht sie mit jener heutiger Riffe.

Gestresste Korallenriffe

"Diese fossilen Korallen lebten in der sogenannten Eem-Warmzeit des späten Pleistozäns, in der es bis zu zwei Grad Celsius wärmer war als in unserer Zeit. Auch der Meeresspiegel war damals deutlich höher, doch die Artenzusammensetzung gestaltete sich ähnlich der heutigen", erklärt der Paläontologe: "Wir wollen herausfinden, wie die damaligen Riffe auf Klimaveränderungen reagierten." Daraus können die ForscherInnen Rückschlüsse darauf ziehen, wie die heutigen Korallen mit der Klimaveränderung umgehen – und welche Schutzmaßnahmen am vielversprechendsten sind.

Angelina Ivkić, Projektdissertantin, bei der Transektarbeit im rezenten Riff. Lesen Sie auch ihren Blogbeitrag "Wie Korallenriffe mit Veränderungen des Klimas umgehen". (© Michael Kriegl)

Das Wissenschaftsteam rund um Zuschin untersucht beispielsweise, ob die fossilen Riffgemeinschaften ihre Habitate verschoben haben ("Range Shift") und ob die Diversität ab- oder sogar zugenommen hat. Fest steht: "Keine Art, weder Tier noch Pflanze, ändert ohne weiteres ihre ökologischen Ansprüche. Viel eher ist zu beobachten, dass Arten bei sich ändernden Umweltbedingungen dorthin ausweichen, wo die Bedingungen – noch – optimal sind", erklärt Zuschin.

Heutige Riffe könnten auf die steigenden Temperaturen mit einem Range Shift reagieren, wobei die Korallen aus den Tropen in nördlichere oder südlichere Gebiete mit etwas niedrigeren Temperaturen ausweichen würden. Natürlich wäre auch eine Anpassung möglich, "dies scheint aber eher die Ausnahme zu sein", erklärt der Paläontologe. Unter welchen Bedingungen dies möglich wäre, möchte Zuschin in seinem FWF-Projekt herausfinden. Gleichzeitig interessiert ihn, wie es mit den Ökosystemen weitergeht, aus denen die Korallen abwandern.

Worst-Case Scenario 

Schon jetzt ist die Korallenbleiche ein häufig auftretendes Phänomen. Kommen zu den hohen Wassertemperaturen noch andere Stressfaktoren hinzu, wie die Übersäuerung und Verschmutzung der Meere, nimmt die Sterblichkeit zu. Das Worst-Case Scenario wäre ein weltweites Absterben der Korallenriffe. "Wenn wir genau verstehen, wie Korallenriffe auf den zukünftigen und unausweichlichen Temperaturanstieg der Meere reagieren werden, können wir hoffentlich bessere Schutzmaßnahmen ergreifen", meint der Riffexperte. Bereiche, die als Refugien für Korallen dienen könnten, müssten demnach besonders vor lokalen Eingriffen wie Überfischung und erhöhtem Nährstoffeintrag geschützt werden.

Korallenbleiche bezeichnet das Ausbleichen von Steinkorallenstöcken, das zum anschließenden Absterben der Korallen führen kann. Korallen gehören zu den Nesseltieren, die in Symbiose mit einzelligen Algen, den so genannten Zooxanthellen, leben. Werden die Zooxanthellen von der Koralle abgestoßen, verliert der Korallenstock neben seiner Farbenpracht auch einen überlebenswichtigen Partner, da die Zooxanthellen die Korallen mit lebenswichtigen Nährstoffen versorgen. Dieses Phänomen tritt vor allem bei zu hohen Wassertemperaturen auf, vermehrt in Verbindung mit anderen Stressfaktoren, wie der Versauerung der Meere oder Einträgen von Schadstoffen. Es kann zum Absterben ganzer Korallenriffe führen. 

Ins Meer gewachsen

Das Rote Meer in Ägypten und im Sudan eignet sich für Zuschins Forschung perfekt: Es gibt eine mehr als 1.000 Kilometer lange Küstenlinie, deren fossile Riffe sehr gut erhalten und zugänglich sind. Diese so genannten Saumriffe, die sich damals wie heute direkt entlang der Küstenlinie bildeten und von dort ins Meer hinauswuchsen, wurden noch dazu tektonisch gehoben, so dass sie heute trockenen Fußes untersucht werden können. 

Seit Projektstart Ende 2018 waren der Uni Wien-Paläontologe und sein Team schon zwei Mal im Feld, um die dortige Rifflandschaft zu erkunden. Konkret schaut das so aus: "Wir fahren die pleistozänen Riffe ab und untersuchen ihre Artenzusammensetzung quantitativ mit der sogenannten Transektmethode (Anm.: Erfassung der Arten und der Individuenzahl einer Art entlang einer Linie), wie sie auch von ÖkologInnenen in modernen Riffen angewendet wird", erklärt Zuschin. "Dadurch erkennen wir Veränderungen in der Korallenverteilung entlang der Küste des Roten Meeres und können auch feststellen, in welcher Wassertiefe diese fossilen Riffe gewachsen sind." 

Die Transektmethode – im Bild Martin Zuschin – wendet das Forschungsteam auch bei rezenten Riffen an. Dazu geht es von Ägypten an die Küste des Sudan – und unter Wasser. "Wir haben bereits viele Daten zur Artenzusammensetzung und zur Häufigkeitsverteilung der Korallenriffe erhoben – von jenen vor 125.000 Jahren und den heutigen. Diese Daten können wir dann gut statistisch miteinander vergleichen." (© Michael Kriegl)

Die Zerstörung der Adria

Bereits in seinem vorangegangen FWF-Projekt hat sich der Paläontologe dem Vergleich historischer und rezenter Meeresökologie gewidmet, und zwar in der Nordadria. In diesem Projekt untersuchte er mit einem großen Team schalentragende Meerestiere wie Muscheln und Schnecken in Sedimentkernen aus dem Holozän und verglich sie mit jenen von heute. Die Ergebnisse des bereits abgeschlossenen Projekts zeigen deutlich eine drastische Verarmung der Tierwelt am Meeresboden, die durch den Menschen verursacht wurde: vorwiegend durch den Eintrag von organischen und anorganischen Schadstoffen wie Überdüngung, den Temperaturanstieg sowie aufgrund destruktiver Fischereimethoden, etwa mit Bodenschleppnetzen, die das Leben am Meeresboden schwer beeinträchtigen.

"In unseren Sedimentkernen lassen sich beispielsweise in geringer Tiefe Überreste einer regional entwickelten und komplexen Austernlage erkennen, die auch noch auf historischen Seekarten verzeichnet ist. Mittlerweile sind diese großflächigen 'Muschelriffe' jedoch aufgrund des intensiven Einsatzes von destruktiven Fischereigeräten völlig aus der Region verschwunden." Es bleibt zu hoffen, dass dieses Schicksal nicht auch die ökologisch besonders wertvollen Korallenriffe ereilt. (td)

Jedes Semester stellt die Universität Wien eine Frage zu einem Thema, das die Gesellschaft aktuell bewegt. Die Semesterfrage im Wintersemester 2019/20 lautet: Wie schützen wir die Artenvielfalt? Zur Semesterfrage 

Das FWF-Projekt "Pleistozäne und rezente Riffe des Roten Meeres im Vergleich" unter der Leitung von Univ.-Prof. Mag. Dr. Martin Zuschin startete Ende 2018 und läuft bis Ende 2022. Das Vorläuferprojekt "Historische Ökologie der Nordadria", ebenfalls vom FWF gefördert, lief vier Jahre und wurde 2017 abgeschlossen.