Floridas Korallen stehen in heißem Wasser. Wissenschaftler greifen ein, um die zerbrechlichen Kreaturen zu retten, bevor es zu spät ist

5. August 2023

Dieser Artikel wurde gemäß dem Redaktionsprozess und den Richtlinien von Science X überprüft. Die Redakteure haben die folgenden Attribute hervorgehoben und gleichzeitig die Glaubwürdigkeit des Inhalts sichergestellt:

faktengeprüft

seriöse Nachrichtenagentur

Korrekturlesen

von Jenny Jarvie, Los Angeles Times

Dreieinhalb Meilen vor den Florida Keys sprang Kylie Smith an die Meeresoberfläche und schaute dann durch ihre Tauchermaske zurück, um zu bestätigen, was sie im Korallenriff 15 Fuß unter ihnen gesehen hatte.

Eine Kolonie junger Elchgeweihkorallen war knochenweiß. Eine andere Gruppe von Tieren starb an der Krankheit mit schnellem Gewebeverlust. Smiths Freiwilligenteam hatte die Babykorallen im letzten Jahr gepflanzt und beobachtet, wie sie gedeihen. Jetzt wurden beide Kolonien, die sich langsam ausgebreitet hatten und deren winzige Noppen dem filternden Sonnenlicht entgegenreichten, durch die steigenden Wassertemperaturen beschädigt.

„Es ist herzzerreißend“, sagte die 34-jährige Korallenökologin leise und legte ihre Hände um ihre Tauchmaske, während sie in den Wellen über dem Alligator Reef schaukelte.

Während die Meerestemperaturen im Juli auf historische Werte steigen – eine Boje in der flachen Florida Bay verzeichnete kürzlich 101,1 Grad an der Oberfläche – bleichen Korallen entlang des fragilen, 350 Meilen langen Barriereriffs Floridas.

Am Grund einiger Riffe, die das Barrieresystem bilden, das einzige in den angrenzenden Vereinigten Staaten, haben die Temperaturen 93 Grad erreicht, mehr als 6 Grad mehr als der Durchschnitt dieser Jahreszeit. Ohne größeres Eingreifen des Menschen sind einige Arten der alten Meerestiere, die für Tausende von Meereslebewesen und die Wirtschaft der Region lebenswichtig waren, vom Aussterben bedroht.

Entlang der Küste sind Taucher auf der Suche nach Korallen – einige wurden erst kürzlich auf dem Meeresboden gepflanzt, andere gedeihen schon seit Tausenden von Jahren. Ein Netzwerk aus Wissenschaftlern und Korallenrestaurierungsexperten beteiligt sich ebenfalls an einer modernen Mission im Stil der Arche Noah, um Exemplare in Sicherheit zu bringen, bevor sie sterben. Manche haben Angst, die Augen zu öffnen, wenn sie sich dem Boden nähern.

Smith, Mitbegründerin von I-CARE, einer Gruppe, die Freizeittaucher darin ausbildet und organisiert, in Baumschulen gezüchtete Korallen zu pflanzen, hat bereits den Tod eines ihrer wertvollsten Exemplare betrauert: eines Elchhorns, das aus mehreren Teilen zusammengewachsen war etwas größer als ein Viertel, um Kronen zu bilden, die sich bis zu 10 Zoll verzweigen.

Aber Smith, die sich mit 15 Jahren als Taucherin ausbilden ließ, um ihre frühe Angst vor dem Anschauen von „Der Weiße Hai“ zu überwinden, dachte nicht über ihre Verluste nach. Ihre Gruppe hat in den letzten zweieinhalb Jahren 14.684 Korallen in den Riffen entlang der Upper Keys Floridas gepflanzt, mehr als ein Viertel hier im Alligator Reef, und sie hatte noch mehr zu überprüfen.

„Lass uns sehen, ob wir einen glücklichen finden können!“ sagte sie, schlug mit den Flossen und flatterte wieder nach unten.

Sie näherte sich einer vielversprechenden Kolonie knorriger Gehirnkorallen, winzig und kuppelförmig mit wellenförmigen Graten. Smith umkreiste die Koralle, die seit zwei Jahren in einer Gärtnerei gepflegt wurde und der es seit der Verpflanzung im Mai gut ging. Jetzt war es hell und blass.

Aber ein paar Meter tiefer entdeckte sie eine Hirnkoralle, die gesund und grünlich-braun war. Dann wurde im Mai ein weiterer Cluster gepflanzt, der etwas blass war, aber bereits zu verwachsen begann.

Smith war sich nicht sicher, was für die Variation bei den langsam wachsenden Arten verantwortlich war. Vielleicht lag es am tieferen Wasser. Möglicherweise waren die Korallen, die ihre Farbe behielten, widerstandsfähiger gegen Hitzestress.

Sie schwamm weiter – vorbei an einer Schildkröte, die sich in der Nähe einer Gruppe völlig verblasster Elchgeweihe am Rücken kratzte –, auf der Suche nach Korallen, die Anzeichen von Widerstandsfähigkeit zeigten.

Der Schutz und die Wiederherstellung der Korallen in Floridas geschädigten Barriereriffen ist keine leichte Aufgabe.

In den letzten vier Jahrzehnten hat dieser komplizierte Abschnitt flacher Riffformationen, der um die letzte Eiszeit entstand, etwa 98 % seiner Korallen durch eine Kombination aus verschmutztem Wasser, Krankheiten, abnormalen Meerestemperaturen, Überfischung und anderen menschlichen Einflüssen verloren.

Sieben Korallenarten, die in Floridas Riff vorkommen – Elchgeweih, Hirschgeweih, Boulder Star, Mountainous Star, Lobed Star, Rough Cactus und Pillar – gelten nach dem Endangered Species Act als bedroht.

Dies ist nicht das erste Mal, dass Korallen in den Florida Keys einer Bleiche ausgesetzt sind. Wenn das Wasser zu heiß wird, wandeln die winzigen symbiotischen Algen, Zooxanthellen, die im Gewebe der Korallen leben, überschüssige Energie aus dem Sonnenlicht in gefährliche Giftstoffe um. Die Korallen vertreiben dann die Algen, ihre Hauptnahrungsquelle. Ohne Algen werden Korallen weiß und sind anfälliger für Krankheiten. Obwohl Korallen einige Tage oder Wochen ohne Algen überleben können, ist es weniger wahrscheinlich, dass sie sich von längeren Hitzeperioden erholen.

Massenbleichen von Korallenriffen haben in den letzten 40 Jahren weltweit stetig zugenommen. Eine aktuelle Studie ergab, dass das jährliche Bleichrisiko von 8 % in den 1980er Jahren auf 31 % im Jahr 2016 gestiegen ist. In Florida wurde durch die Bleiche im Sommer 2014 ein Drittel der Elchgeweihkorallen an Bundesüberwachungsstandorten in den Upper Keys geschädigt oder zerstört. Was Wissenschaftler jetzt beunruhigt, ist, dass die Bleiche im Juli begann – und August und September sind normalerweise die heißesten Monate.

Letzten Monat haben Wissenschaftler der National Oceanic and Atmospheric Administration ihr Korallenbleich-Warnsystem für die Florida Keys auf die höchste Hitzestressstufe angehoben und warnten vor einer 90-prozentigen Wahrscheinlichkeit einer Bleiche bis Oktober.

Amerikaner, die noch nie in die Nähe einer Koralle auf dem Meeresgrund gekommen sind, werden überrascht sein, wie sehr ihr Leben mit den winzigen wirbellosen Meerestieren verbunden ist, die Kolonien bilden und Kalziumkarbonat absondern, um ein hartes Skelett zu bilden. Korallen spielen eine entscheidende Rolle für die Artenvielfalt der Ozeane und bilden Ökosysteme, die Tausenden von Pflanzen- und Fischarten, Hummern und Meeresschildkröten Nahrung und Schutz bieten.

Sie sind für die Wirtschaft der Florida Keys von entscheidender Bedeutung und unterstützen die kommerzielle und Freizeitfischerei sowie das Tauchen in einer Region, in der Touristen jährlich 2,4 Milliarden US-Dollar Umsatz erwirtschaften.

Korallenriffe stellen auch einen physischen Puffer zwischen Land und Meer dar, schützen erodierende Küsten vor Wellen, Stürmen und Überschwemmungen und tragen dazu bei, Verluste an Menschenleben und Sachschäden bei Hurrikanen zu verhindern.

„Es ist Lebensraum für Fische und Wirbellose, es ist Küstenschutz“, sagte Ken Nedimyer, ein Pionier der Korallenaufzucht- und Riffsanierungstechniken und Gründer von Reef Renewal, einem Beratungsunternehmen, das bei der Wiederherstellung von Korallenriffen hilft.

„Es ist einfach eine magische Welt und zu sehen, wie sie vor deinen Augen stirbt, und zu sehen, wie Menschen sich nicht darum kümmern und nichts dagegen unternehmen“, verstummte er und seufzte dann.

„Das Problem ist, dass jemand, der mitten im Land lebt, es nicht sieht“, sagte Nedimyer. „Wir sind der Kanarienvogel im Kohlebergwerk und der Kanarienvogel ist gerade gestorben. Das sollte ein großer Weckruf sein.“

Taucher berichten bereits von einem raschen Absterben der Korallen an Orten wie dem Sombrero Reef und den Cheeca Rocks. Am 20. Juli wagte sich ein Team der Coral Restoration Foundation zum Sombrero Reef in den Lower Keys, um Gewebe von wilden Elchhornkolonien zu sammeln, um es zum Schutz in die Genbanken aufzunehmen, und entdeckte einen Korallenfriedhof. Einige weinten in ihre Tauchmasken.

„Leider waren sie bereits verschwunden, als wir ankamen“, sagte Phanor Montoya-Maya, ein Meeresbiologe und Leiter des Restaurierungsprogramms der Stiftung. „Wir haben einzigartige individuelle Genotypen verloren, von denen wir keine Kopien haben.“

Während es für einige Riffe in den Upper Keys, wo die Wassertemperaturen etwas niedriger sind als im Süden, noch Hoffnung gibt, starben die Korallen im Sombrero Reef so schnell, dass sie keine Chance hatten, zu bleichen, sagte Montoya-Maya. Abgestorbene Skelette der Elchgeweihkorallen waren mit Algen, Staub und Sedimenten bedeckt. Auch fast alle Korallen in der Looe Key Nursery der Stiftung gingen verloren.

„Es ist einfach, wow, es ist jeden Tag eine neue Horrorgeschichte“, sagte Nedimyer. „Korallen sind im Handumdrehen vom Leben in den Tod übergegangen, und das ist überall. Es erschüttert einen bis ins Mark. Es erschüttert jeden.“

Als Nedimyer sich kürzlich zum Horseshoe Reef aufmachte – einem von ihm als „Hoffnungspunkt“ bezeichneten Ort vor der Küste von Key Largo, wo seit langem die dichtesten Elch- und Hirschgeweihgebiete der Keys beheimatet sind – erwartete Nedimyer, dass die Spitzen der Korallenzweige etwas blass sein würden . Alle Zweige waren strahlend weiß.

„Junge, oh Junge, es könnte sterben“, sagte er, „was einfach unvorstellbar ist, weil es schon seit Tausenden von Jahren dort ist.“

In Wasser, das so klar war, als würden sie fliegen, glitt ein Team von Wissenschaftlern mit Luftflaschen und Flossen an einem Sonntag durch die größte Offshore-Korallenschule des Landes, pflückte winzige Korallenfragmente und wiegte sie in ihren Handflächen in einen Notaufnahmeraum der sandige, karge Meeresboden.

Die Baumschule, drei Seemeilen von der Küste von Tavernier, Florida, entfernt, ist ein jenseitiger Abschnitt des Ozeans, wo Zehntausende Korallen an 500 künstlichen „Bäumen“ aus PVC-Rohren hängen.

Die Babykorallen, an denen die Wissenschaftler vorbeikamen, hatten die Farbtöne Karamell, Mais und Honig. Aber viele begannen blass zu werden und einige zeigten Anzeichen eines schnellen Gewebeverlusts. Einige waren reinweiß.

Montoya-Maya, der die Expedition leitete, wusste, dass er nicht viel Zeit hatte.

„Das Ziel für heute besteht darin, die genetische Vielfalt zu retten, die wir in unseren Kinderstuben haben“, hatte Montoya-Maya seinem Team auf dem Deck des 46 Fuß langen Tauchbootes Aquatic Liberty gesagt.

Sie beteiligten sich an einer von der NOAA geleiteten Großaktion zur Erhaltung der letzten lebenden Elch- und Hirschgeweihkorallen in den Korallenriffen Floridas. Fragmente dieser genetisch unterschiedlichen Korallenarten würden in Landbecken in Sarasota und West Palm Beach platziert, die als heutige Archen für die gefährdeten Meeresbewohner dienen. Diese lebenden Genbanken dienen als Versicherungspolice, damit überlebende Korallen als Brutbestand für die nächste Generation dienen können.

Die Taucher blickten durch Tauchmasken auf wasserdichte Klemmbretter und schwammen durch Schwärme schillernder Papageienfische und gelb-schwarz gestreifter Sergeant-Majors, während sie versuchten, in der 1½ Hektar großen Meeresgärtnerei Exemplare zu finden.

Sie hatten die letzten zwei Tage damit verbracht, Säulen-, Hirn- und Sternkorallen zu sammeln. Ihre Mission bestand nun darin, Hunderte von Fragmenten von Hirschgeweihen und Elchgeweihen für die Genbank der NOAA zu sammeln, sowie alle anderen Arten, die sie sammeln konnten.

Während ein schimmernder Barrakuda über ihm schwebte und sein Maul mit seinen scharfen Zähnen öffnete und schloss, als staunend über das Unterfangen, kauerten zwei Wissenschaftler auf dem Boden, 30 Fuß unter der Meeresoberfläche, und steckten winzige Exemplare fest, die wie nach oben gedrehte Finger aussahen zu Epoxidharz.

Sie wickelten mit monofiler Angelschnur Erkennungsmarken um die Korallen und stapelten sie auf Tabletts.

„Es ist ein bisschen wie eine Triage“, sagte Montoya-Maya. „Wir haben zu viele, also stellt sich die Frage, welche wir retten?“

Nach drei 75-minütigen Schichten unter Wasser schwebten die Wissenschaftler wieder nach oben, wobei einige wie Unterwasserkellner auf mit Korallen gefüllten Tabletts balancierten.

Ein Team schleppte die Kisten zur Aquatic Liberty und stellte die Korallen in den Schatten. Montoya-Maya stapelte die Tabletts einzeln in mit Meerwasser gefüllten Plastikbehältern und achtete dabei auf Stabilität. Ein paar blinde Garnelen und Tintenfische, die sich von den Korallen ernähren, wurden zurück ins Meer geworfen.

Als sie in der kleinen Stadt Tavernier anlegten, schleppte das Team in der glühenden Hitze die Korallenfragmente vom Boot. Sie begannen, sie Tablett für Tablett in einem „Korallenbus“ zu stapeln – einem hochmodernen Tieflader, der speziell dafür konzipiert wurde, die Belastung für die Korallen zu minimieren, mit einem an einen Generator angeschlossenen Wassertank und einer Konditionierungseinheit zur Regulierung Wassertemperatur, pH-Wert, Filterung und Wasserdurchfluss.

Sie hatten so viele Korallen, dass ihnen schnell der Platz ausging und sie die restlichen Schalen in Behälter mit Meerwasser auf der Ladefläche eines Pickups stapelten.

An einem Tag hatte das Team 417 Elch- und Hirschhörner, die 201 einzigartige Genotypen repräsentieren, für die NOAA-Sammlung gesammelt. Außerdem war es ihnen gelungen, 472 riffbildende Korallen wie Gehirn-, Säulen- und Sternkorallen zu retten.

Montoya-Maya setzte sich ans Steuer, winkte seinem Team zu und trieb die Korallen – jetzt in etwas kühlerem 87-Grad-Wasser – auf dem Highway 1 nach Süden zum Keys Marine Lab des Florida Institute of Oceanography, ihrem vorübergehenden neuen Zuhause an Land.

Eine Handvoll Elch- und Hirschgeweihe überlebten die Reise nicht. Aber die meisten Korallen erlangten ihre Farbe zurück und reisten einige Tage später zu ihrem endgültigen Ziel: dem Reef Institute in West Palm Beach.

Montoya-Mayas Mission war noch nicht beendet. Nachdem er so viel Korallenvielfalt wie möglich gesammelt hatte, wandte sich sein Team einer weiteren Herkulesaufgabe zu: der Rettung der 45.000 Babykorallen in ihren Kinderstuben.

Auch wenn Korallen bleichen, sind Wissenschaftler, die an der Spitze der Korallenrestaurierung stehen, optimistisch, was die Zukunft der Riffe Floridas angeht. Die extremen Temperaturen bieten eine wichtige Chance für die Resilienzforschung.

„So krankhaft es auch klingt, es ist ein natürliches Experiment“, sagte Jason Spadaro, ein Biowissenschaftler, der das Coral Reef Restoration Research Program am Mote Marine Laboratory, einem unabhängigen Meeresforschungsinstitut, leitet.

„Während es herzzerreißend ist, strahlend weiße Korallen zu sehen, ist es auch eine großartige Gelegenheit zu sehen, wie einige dieser widerstandsfähigen Genotypen und einige derjenigen, von denen wir vermutet haben, dass sie nicht widerstandsfähig sind, auf diese wirklich extremen Bedingungen reagieren“, sagte er .

In den letzten zwei Jahrzehnten haben Wissenschaftler und Korallenrestaurierungsexperten herausgefunden, wie man Korallen züchten kann, indem man sie in winzige Fragmente schneidet. Mithilfe eines Prozesses der Mikrofragmentierung können Wissenschaftler Korallen dazu anregen, bis zu 50-mal schneller zu wachsen.

Sie haben auch Labore zur sexuellen Fortpflanzung entwickelt, in denen sie Felskorallen – wie Gehirn- und Sternkorallen, die normalerweise nur sechs bis acht Tage nach dem August-Vollmond etwa drei Stunden nach Sonnenuntergang laichen – dazu bringen können, mehrmals im Jahr zu laichen.

Jetzt konzentrieren sich Mote-Forscher darauf, welche Genotypen gegen heißes Wasser und andere Herausforderungen resistent sind, damit sie dabei helfen können, Korallen zu züchten, die sich an den anthropogenen Klimawandel anpassen.

Die Idee ist, dass, wenn eine Koralle heiße Temperaturen verträgt, während eine andere resistent gegen Krankheiten ist, die sexuelle Kreuzung beider Korallen einen hitzetoleranten und krankheitsresistenten Nachwuchs hervorbringen könnte. Das langfristige Ziel von Mote besteht darin, eine widerstandsfähigere Gemeinschaft aufzubauen, die über das Anpassungspotenzial verfügt, um die Herausforderungen der neuen Umgebung zu bewältigen.

„Mutter Natur kann darauf nicht schnell genug reagieren“, sagte Michael Crosby, Präsident und CEO von Mote. „Wir werden einfach nicht den Kopf in die Hände hängen und sagen: ‚Wehe mir.‘ Wir werden kontrollieren, was wir kontrollieren können, und das bedeutet, wirklich kreativ mit der Wissenschaft umzugehen, um Lösungen für das zu entwickeln, was eine Realität ist: die Erwärmung unserer Ozeane.“

Kurzfristig bringt Mote kritische Korallenkolonien, die Jahre gebraucht haben, um ihre reproduktive Größe zu erreichen, zur Reproduktionsforschung in ihre Landgärtnerei. Das ultimative Ziel besteht darin, den Fortpflanzungsprozess widerstandsfähiger Korallen zu beschleunigen, indem Fragmente gepflanzt werden, die zu voll geschlechtsreifen Korallen heranwachsen können.

„Das ist der Heilige Gral“, sagte Crosby. „Das ist es, was Sie tun möchten: Mutter Natur dabei helfen, sich schneller mit einer genetischen Vielfalt widerstandsfähiger Genotypen zu erneuern, die von selbst laichen, damit wir uns aus dem Geschäft mit der Wiederherstellung von Korallen zurückziehen.“

Auf die Frage, ob er einen Zeitplan für die Beendigung seines Lebenswerks und die Auflösung seines Teams hätte, sagte Crosby, er wolle 20 Jahre, vielleicht 10 Jahre, mit mehr Geld und ausgebildeten Freiwilligen, die bei der Verpflanzung von Korallen helfen.

Letztendlich, so Crosby, könnten Floridas Riffe so sein, wie sie waren, als er als Junge in den Keys aufwuchs, mit 60 % lebender Korallenbedeckung.

„Wenn wir eine lebende Korallenbedeckung von bis zu 20 bis 30 % erreichen können, dann denke ich, dass die Korallenriffe selbst beginnen können, auf natürlichere Weise die Oberhand zu gewinnen.“

Jetzt sei keine Zeit für Untergangsstimmung, sagte Crosby. Dank wissenschaftlicher Innovation könnten winzige Fragmente, die resistenter gegen das sind, was das Original tötete, auf einen toten 100 Jahre alten Korallenkopf gepflanzt werden und in fünf Jahren zu einer geschlechtsreifen Koralle heranwachsen, die in freier Wildbahn laicht.

„Es geht nicht mehr um Hoffnung“, sagte Crosby. „Die Wissenschaft hat gezeigt, dass wir das schaffen können.“

2023 Los Angeles Times. Vertrieb durch Tribune Content Agency, LLC.