Was du schon immer über die Wiederherstellung von Korallenriffen wissen wolltest

January 11, 2017 Für die Korallen sieht es nicht gut aus. Da es nur noch wenige wirklich gesunde Korallenriffe gibt und die Prognosen nicht besser werden, könnte es für viele Riffe sehr eng werden, das nächste Jahrhundert zu überleben. Der Ruf zum Handeln mag bereits ohrenbetäubend sein. Was können wir also tun, um dem Rückgang der Korallenriffe entgegenzuwirken? Viele von uns haben schon Korallenriffe in schlechtem Zustand gesehen: verwüstet, ausgebleicht, verschmutzt, von Ankern beschädigt, ohne ihre obligaten Fischpopulationen oder von Algen überwuchert. Wir wissen, dass der Klimawandel, insbesondere die steigenden Meerwassertemperaturen (IPCC: impacts on coral reefs), sowie vom Menschen verursachte Stressfaktoren, wie unsustainable fishing und pollution, den Korallen schwer zu schaffen machen. Die 3 dritte globale Bleiche hat die Korallen in alarmierendem Ausmaß vernichtet. Zum Beispiel erleidet das Great Barrier Reef den größten Verlust an Korallen aller Zeiten. Bis jetzt haben unsere Bemühungen, den Klimawandel, die Überfischung, die Verschmutzung und andere Bedrohungen zu bekämpfen, den Rückgang der Korallenriffe nicht einmal verlangsamt. In den letzten Jahren hat die Möglichkeit, die aktive Wiederherstellung von Korallen als zusätzliches Instrument zur Bewirtschaftung von Korallenriffen zu nutzen, immer mehr Aufmerksamkeit erlangt; sowohl bei Wissenschaftlern, MPA-Managern und lokalen Interessengruppen als auch in den Medien. Aber können wir geschädigte Riffe wirklich mit Korallen "wiederbepflanzen" - und wenn ja, wie und in welchem Umfang kann dies erreicht werden? Korallenriff-Restaurierung heute Wie alle Tiere müssen auch Korallen wachsen und sich vermehren, und nur so kann sich ein beschädigtes Riff erholen. Korallen haben zwei Möglichkeiten, sich fortzupflanzen: entweder ungeschlechtlich, wenn Fragmente einer Kolonie nachwachsen, oder geschlechtlich, indem sie Eier und Spermien absondern oder Larven freisetzen. Manche Korallenriffe sind nicht mehr in der Lage, sich aus eigener Kraft zu erholen. Bei der Wiederherstellung von Korallenriffen werden Korallen verpflanzt, um ein verödetes Riff "aufzuforsten". Das mag einfach klingen, ist es aber nicht. Obwohl es bereits viel Wissen und praktische Erfahrung gibt, steckt die Wiederherstellung von Korallenriffen noch in den Kinderschuhen - sowohl in der Praxis als auch in der wissenschaftlichen Forschung. Eine gängige Praxis ist die sogenannte asexuelle Korallenrestaurierung, bei der die Fähigkeit der Koralle zur asexuellen Vermehrung genutzt wird. Du kannst Fragmente von Spenderkolonien gewinnen, indem du Stücke abbrichst, in der Regel nicht mehr als 20% einer Kolonie. Die so entstandenen Fragmente sind Klone der Spenderkolonie. Manchmal kannst du auch bereits abgebrochene Stücke verwenden, zum Beispiel wenn verzweigte Korallen durch einen Sturm zerbrochen sind. Dann bewahrst du deine Fragmente in der Regel einige Monate lang in verschiedenen Arten von Baumschulen auf. In dieser Zeit heilen und wachsen die Bruchstücke und werden gut gepflegt. Schließlich pflanzt du die jungen Korallen in das Riff oder an einen anderen Ort, wobei du Unterwasserkleber, Kabelbinder oder Nägel für die erste Befestigung verwendest. Wenn du erfolgreich bist, wird die verpflanzte Koralle schließlich das umgebende Substrat überwuchern und sich selbst am Riff befestigen. "Das Schöne an der Wiederherstellung von Korallen mit Hilfe von ungeschlechtlich vermehrten Fragmenten ist, dass lokale Gemeinschaften dies tun können. An vielen Orten im Pazifik und im Indischen Ozean gibt es bereits kleine lokale Gruppen, die Korallen verpflanzen. Wenn es richtig gemacht wird, kann es sehr nützlich sein. Das Problem ist, dass es nur sehr wenige Orte auf der Welt gibt, an denen man nachweisen kann, dass diese Bemühungen eine langfristige ökologische Wirkung haben. Ein positives Beispiel ist die jüngste Arbeit von Nature Seychelles auf Cousin Island. Aber wenn man sich viele solcher Bemühungen zur Wiederherstellung von Korallen ansieht, sehen sie anfangs gut aus, sogar nach ein oder zwei Jahren, aber zu oft geht irgendwann etwas schief und die Wiederherstellung scheitert", sagt Prof. Alasdair Edwards von der Newcastle University, der seit fast 40 Jahren an Korallenriffen arbeitet und die Re ef Rehabilitation Manual'-eine Zusammenstellung für Manager. Seit kurzem ist er Mitglied des wissenschaftlichen Beirats von SECORE. Warum sind diese Ansätze so selten erfolgreich? Die Methode selbst scheint nicht übermäßig schwierig zu sein. "Die größte Gefahr bei der ungeschlechtlichen Wiederherstellung ist, dass der Mensch ökologische Entscheidungen trifft und die natürliche Auslese umgeht. Du gehst davon aus, dass diese oder jene Korallenkolonie gut an die Umgebung des Verpflanzungsortes angepasst ist. Du denkst, dass sie es sein sollten, aber du weißt es nicht sicher. Selbst wenn du eine Vielzahl genetisch unterschiedlicher Individuen einsetzt, um die genetische Vielfalt zu erhalten, haben diese Fragmente nie die anfängliche intensive Auslese an diesem Ort durchlaufen, wie es bei allen sexuellen Rekruten, die sich am Riff niederlassen, der Fall gewesen wäre", erklärt Alasdair. Dabei sollte man bedenken, dass das Leben für kleine Korallen-Rekruten hart ist; in freier Wildbahn überlebt nur etwa 1 % die ersten paar Monate ihres Lebens! Es gibt ein einfaches Beispiel von den Fidschi-Inseln, das die Bedeutung der lokalen Anpassung für die Wiederherstellung verdeutlicht. Auf den Moturiki-Inseln starben die Korallen des Riffs nach den Bleichereignissen in den Jahren 2000 und 2002 ab. Die örtliche Gemeinde war besorgt und wollte sie wieder aufforsten. Leider gab es auf dem Riffplateau keine Korallen mehr, die fragmentiert und für die Wiederaufforstung verwendet werden konnten. Also mussten sie die Korallen von woanders herholen: von einem tieferen Riff, also aus einer anderen Umgebung, in der die Korallen nicht an das Leben auf dem Riffplateau angepasst sind. Zunächst ging es den ausgepflanzten Fragmenten gut, aber als die wärmeren Jahreszeiten begannen, bleichten alle verpflanzten Korallen auf dem Riffplateau aus und starben. Warum ist es wichtig, die genetische Vielfalt zu erhalten? Genetische Vielfalt bedeutet, dass es innerhalb einer Population verschiedene Arten von Genkombinationen, sogenannte Genotypen, gibt. Es gibt wichtige Gründe, die genetische Vielfalt zu erhalten: Eine vielfältige Population überlebt mit größerer Wahrscheinlichkeit Krankheitsausbrüche oder andere Belastungen, da einige Genotypen resistenter sind als andere und überleben können. Jedes Mal, wenn sich eine Population sexuell fortpflanzt, entsteht durch Rekombination eine neue Gruppe von Genotypen - das genetische Paket wird sozusagen neu gemischt. Und genetische Vielfalt ist eine Voraussetzung dafür, dass die natürliche Auslese ihre Arbeit tun kann. Das bedeutet aber nicht, dass man die genetische Vielfalt nicht auch durch ungeschlechtliche Methoden zur Wiederherstellung von Korallen erhalten kann. Studien legen nahe, dass die Fragmente von 30-35 genetisch unterschiedlichen Kolonien einer Korallenart an einem Riffstandort über 90-95% der genetischen Vielfalt der Art an diesem Standort ausmachen. Bei der Wiederaufforstung musst du sicherstellen, dass bei jeder Verpflanzung eine Vielzahl von Genotypen vertreten ist. Sobald deine Korallen anfangen, sich geschlechtlich fortzupflanzen, wird deine neue Korallengeneration die ganze genetische Vielfalt haben, die du dir wünschst - aber nur dann. Umwelterziehung Die ungeschlechtliche Korallenwiederherstellung hat das große Potenzial, als Instrument zur Bewusstseinsbildung zu fungieren; nicht nur bei den lokalen Gemeinden und Interessenvertretern, sondern auch bei Schnorchlern und Tauchern. Beim Tauchen die Tarierung aufrechtzuerhalten und keine Spuren zu hinterlassen ( außer deinen Fußabdrücken im Sand) ist immer wichtig. Aber du kannst auch mehr über Korallen und ihre Wiederherstellung erfahren, indem du Aufzuchtstationen besuchst und dir neu gepflanzte Korallen ansiehst - einige von euch haben vielleicht selbst schon solche Korallenaufzuchtstationen gesehen oder sogar bei solchen Bemühungen geholfen. Die Sensibilisierung von Touristen und die Beteiligung der Menschen vor Ort an lokalen Naturschutzprojekten ist eine wichtige Voraussetzung dafür, dass Umweltschutz- und Wiederherstellungsmaßnahmen von Dauer sind. Auf den Malediven zum Beispiel nutzen viele Resorts die Restaurierungsmaßnahmen erfolgreich, um Touristen aufzuklären. Ein weiteres Beispiel ist die Arbeit der Expedition Akumal: Sie verwenden kleine, bereits zerbrochene Fragmente von Hirschhornkorallen für die Wiederherstellung und sensibilisieren die Taucher für ihre Bemühungen. Wiederherstellung der Korallen Ein alternativer Ansatz, um Korallen für die Restaurierung zu produzieren, ist die sexuelle Korallenrestaurierung: Sie wurde in den letzten zehn Jahren von SECORE und Partnern untersucht und weiterentwickelt und nutzt die sexuelle Vermehrung der Korallen. Einfach ausgedrückt: Du sammelst Korallen-Gametes - Eier und Spermien - entweder im Feld oder von Korallen, die du zu diesem Zweck in dein Labor gebracht hast. Sobald du deine Gameten hast, lässt du sie befruchten und ziehst die sich entwickelnden Korallenlarven auf. Wenn die Larven bereit und fähig sind, sich anzusiedeln, stellst du ihnen das richtige Siedlungssubstrat zur Verfügung und wartest, bis sie sich angesiedelt haben. Im Idealfall lässt du sie in einer Mittelwasser-Kinderstube am Riff bis zu einer bestimmten Größe heranwachsen, ein Prozess, der Wochen bis Monate dauern kann, bevor du sie ins Riff verpflanzt. "Natürlich angesiedelte Korallen beginnen ihr Leben als winzige Einzelpolypen mit einem Durchmesser von etwa einem Millimeter. Wenn sie die Größe eines verpflanzten Korallenfragments erreichen, haben sie bereits eine lange Selektionsphase, wahrscheinlich Jahre, in der Riffumgebung durchlaufen", erklärt Alasdair. Und für die, die gestorben sind: Wenigstens wurde keine Koralle geschädigt, um sie zu erhalten. Es gibt zwei große Unterschiede zwischen sexuellen und asexuellen Ansätzen: Jede deiner Babykorallen ist genetisch einzigartig und du musst deine Korallen von Anfang an züchten. Asexuelle versus sexuelle Ansätze "Beide Techniken haben ihre Vorzüge und Nachteile", meint Dr. James Guest. James ist Experte für die Reproduktion und Wiederherstellung von Korallen in Südostasien, mit einem besonderen Interesse an der Untersuchung der Widerstandsfähigkeit von Korallenriffen. James arbeitet derzeit am Hawai'i Institute of Marine Biology und ist seit 2012 Mitglied des SECORE Science Board. "Die ungeschlechtliche Vermehrung ist in kleinem Maßstab kostengünstiger und kann mit relativ wenig Training durchgeführt werden. Bei der geschlechtlichen Vermehrung kommt es zu einer sexuellen Rekombination und man bekommt jede Menge Jungtiere; aus einem einzigen Laichereignis könnten eine Million Korallen entstehen - eine Million Fragmente zu produzieren, wäre eine ziemliche Herausforderung. Wir müssen darauf vorbereitet sein, beide Ansätze oder eine Kombination aus beiden zu wählen. Wenn zum Beispiel Korallenkolonien weit voneinander entfernt sind, kann man die Fragmentierung nutzen, um einen Brutbestand zu schaffen. Um die genetische Vielfalt zu erhalten, kannst du auch die Elterntiere aufspüren. Wenn dein Brutbestand laicht, kannst du geschlechtlich vermehrte Nachkommen bekommen. Mit der ungeschlechtlichen Vermehrung könntest du schnelle Ergebnisse erzielen und mit der geschlechtlichen Vermehrung längerfristige Ergebnisse. Hand in Hand arbeiten Ein gutes Beispiel dafür, wie man beide Techniken kombinieren kann, sind die laufenden Forschungs- und Wiederherstellungsbemühungen für die bedrohte Hirschhornkoralle auf Curaçao: Die Hirschhornkoralle (Acropora cervicornis) neigt dazu, ziemlich brüchige Äste zu haben und durch ungeschlechtliche Vermehrung relativ große "Dickichte" zu bilden; zum Beispiel, wenn Stürme diese Korallen auseinander brechen. Aufgrund ihrer heutigen Seltenheit sind die Flecken zu weit voneinander entfernt, um den Laich genetisch unterschiedlicher Elternteile zu sammeln, die sich während eines Laichvorgangs befruchten könnten - Korallen mit demselben Genotyp befruchten sich nicht gegenseitig. Bisher war es daher für SECORE und den langjährigen Partner Carmabi Research Station nicht möglich, geschlechtlich vermehrte Hirschhornkorallen aufzuziehen. 2015 startete die Coral Restoration Foundation Curaçao ( CRFC) mit Unterstützung von Ocean Encounters (einer lokalen Tauchschule) ein ungeschlechtliches Wiederherstellungsprojekt. Es umfasst das Wachstum und die Verpflanzung der bedrohten Hirschhornkoralle auf Curaçao. Das CRFC sammelte bereits zerbrochene Stücke von Hirschhornkorallen und setzte sie in Baumschulen ein, die eine baumförmige Form haben, so genannte "Coral Tree Nurses". Die Fragmente in den Baumschulen stammten von verschiedenen Riffstandorten und repräsentieren daher höchstwahrscheinlich unterschiedliche Genotypen. Angetrieben von der Idee, dass die Korallenfragmente auf den Baumschulen als Brutmaterial für die sexuelle Vermehrung verwendet werden könnten, schlossen sich die verschiedenen Gruppen zusammen. Und während des Massenlaichens der Korallen im August 2016 haben die Fragmente gelaicht! Ein gemeinsames Tauchteam sammelte die Gameten der Hirschhornkorallen ein, brachte sie zurück ins Labor und befruchtete sie. Jetzt wächst eine neue Generation von geschlechtlich vermehrten Hirschhornkorallen in einer Aufzuchtstation heran. Wo du deine Korallen pflanzen kannst Unabhängig von der angewandten Technik ist es wichtig, den Ort der Wiederherstellung gut auszuwählen. Wenn du ein zerstörtes Riff vorfindest, ist es offensichtlich aus einem bestimmten Grund oder besser gesagt aus mehreren Gründen gestorben. Wenn du nicht sicher bist, dass diese Gründe beseitigt oder zumindest unter Kontrolle sind, ist es keine gute Idee, dort mit der Wiederherstellung zu beginnen: Es ist unwahrscheinlich, dass deine neuen Korallen überleben. Die besten Chancen haben gut bewirtschaftete Gebiete, in denen Stressfaktoren wie Überfischung und Verschmutzung so gering wie möglich sind und Weidegänger - Pflanzenfresser - vorhanden sind. Upscaling - wie geht's richtig? Bis heute haben alle Versuche, Riffe wiederherzustellen, in einem relativ kleinen Maßstab stattgefunden. Angesichts des Ausmaßes, in dem die Korallenriffe schwinden, scheinen die Bemühungen überhaupt nicht auszureichen. Man braucht nicht nur die richtige Methode oder eine Kombination davon, sondern muss auch darüber nachdenken, in einem größeren Maßstab zu arbeiten. "Die beste Chance für eine Vergrößerung ist vielleicht der sexuelle Weg", sagt Alasdair. "Korallen auf einer Art Substrat anzusiedeln, einem Substrat, das man leicht im Riff aussetzen kann, entweder selbst anhaftend oder eines, das sich leicht anheften lässt, je nach Umgebung. Im Moment ist die größte Herausforderung die hohe Sterblichkeit in den ersten Monaten nach der Ansiedlung; normalerweise sterben über 95 % innerhalb von vier Monaten oder so." Dabei muss man bedenken, dass diese Sterblichkeit natürlich ist und nur sehr, sehr wenige Korallenlarven in der freien Natur zu einer erwachsenen Koralle werden. "Wir sind ziemlich gut in den ersten Stadien, wenn es darum geht, Gameten und Larven in Gefangenschaft am Leben zu erhalten, sie unter guten Bedingungen zu halten und sie sich ansiedeln zu lassen. Aus einem Laichvorgang können Millionen von Larven hervorgehen", sagt James. "Aber irgendwann beginnt die Sterblichkeitsrate zu steigen. Man wird nie in der Lage sein, die gesamte Sterblichkeit zu reduzieren, aber wir müssen Methoden entwickeln, um einen Punkt zu erreichen, an dem es in fast allen Substraten mindestens eine überlebende Koralle gibt. Wir kommen eigentlich ganz gut zurecht, wir haben eine recht gute Überlebensrate nach der Ansiedlung, aber wenn wir das noch ein bisschen verbessern könnten, würde das bei der Ausweitung des Projekts helfen. Und zweitens müssen wir sie immer noch auf das Riff bringen." Bisher muss jedes Fragment oder Substrat, das einen Korallenrekruten trägt, von Hand ins Riff verpflanzt werden. Für diejenigen unter euch, die keine Taucher sind: Tauchen erfordert eine Menge Logistik und Ausrüstung und jede Arbeit unter Wasser ist zusätzlich durch die Luftmenge in der Flasche begrenzt. Deshalb ist das Auspflanzen von Korallen der kosten- und zeitintensivste Teil jeder Wiederherstellungsmaßnahme. Um diese Einschränkung zu überwinden, testet SECORE zusammen mit der California Academy of Sciences und anderen Partnern derzeit neue Korallenbesiedlungssubstrate, die sich selbst am Riff anheften können. Sie sind vielleicht nicht für alle Bedingungen geeignet, aber wenn man mit der Wiederherstellung eines Riffs beginnt, hat man in der Regel immer noch ein Riffgerüst mit kleinen Spalten und Ähnlichem, in dem sich diese Substrate verfangen können. SECORE und Partner wie das Shedd Aquarium entwickeln auch neue Geräte, um Korallenlarven in größerem Maßstab im Freien aufzuziehen, idealerweise an einem geschützten Pier oder ähnlichem. Sie befinden sich gerade in der Testphase - in ein paar Monaten werden wir hoffentlich erfahren, wie nützlich sie sind! Gibt es eine Zukunft für Korallenriffe? Eine sehr quälende Frage für Taucher, Korallenriffliebhaber und Umweltschützer. "Einige Korallen werden definitiv überleben", sagt Alasdair, "aber ob die Korallenriffe als produktives Ökosystem das nächste Jahrhundert überleben werden, ist fraglich. Der einzige Weg, um sicherzustellen, dass die produktiven und schönen Korallenriffe, die wir kennen und lieben, überleben, ist die Reduzierung der Treibhausgasemissionen und die Lösung des Problems der globalen Erwärmung. Außerdem müssen wir unbedingt das Management lokaler Stressfaktoren wie Überfischung und Küstenerschließung verbessern. Andernfalls werden die Korallenriffe zu den ersten großen Ökosystemen gehören, die verschwinden - mit verheerenden Folgen für die Hunderte Millionen Menschen, die von ihnen abhängen." Es gibt also zwei Gründe, warum die Wiederherstellung eine wichtige Rolle bei der Erhaltung der Korallenriffe für die Zukunft spielt: indem sie dazu beiträgt, einige Gebiete - Zufluchtsorte - mit gesunden Korallenriffen zu erhalten und indem sie in der Zwischenzeit die ökologischen Funktionen so weit wie möglich aufrechterhält. "Es wird Orte geben, an denen sie viel besser überleben", fährt Alasdair fort. "Je länger man einige gesunde Korallengemeinschaften erhalten kann, desto größer ist die Chance, dass die Menschen die wichtigsten Probleme lösen. Man braucht gesunde Korallenriffe, sonst gibt es nichts, was sich ausbreiten kann. Ich denke, dass sich die Bemühungen um die Wiederherstellung der Riffe auf jeden Fall lohnen und dass es sehr unwahrscheinlich ist, dass sie völlig umsonst sind." Eine bessere Schlussbemerkung kann es nicht geben: Wir sollten unsere Bemühungen fortsetzen und die Hoffnung nicht verlieren! Die Rettung der Korallenriffe.