Wachsende Korallen an der Riviera Maya

March 6, 2017 In Puerto Morelos hat ein einzigartiges Projekt seinen Sitz: Wissenschaftler, Aquarianer, lokale Interessenvertreter und Behörden arbeiten gemeinsam an der Wiederherstellung der schwindenden Korallenriffe in Mexiko. Das Hauptaugenmerk liegt auf der Entwicklung, Erprobung und Anwendung von Methoden zur Wiederherstellung in größerem Maßstab durch sexuell erzeugte Korallennachkommen. Die ersten Erfolge sind vielversprechend - aber es gibt noch viel zu tun! Korallenriffe blühten einst entlang der Riviera Maya. Sie sind ein äußerst vielfältiges und produktives Ökosystem, das für den Küstenschutz unerlässlich ist, wirtschaftliche Güter liefert und Touristen anlockt. In den letzten Jahrzehnten haben eine Reihe von Wirbelstürmen, Krankheiten und Bleichereignissen ihren Tribut unter den Riffen in der gesamten Karibik gefordert. Hast du beim Tauchen schon einmal eine karibische Elchhornkoralle gesehen? Sie ist absolut atemberaubend; eine majestätische Koralle, die mit ihren palmenförmigen Ästen irgendwie archaisch wirkt, während sie den oft schweren Wellen im flachen Wasser trotzt. Einst dominierte sie die flachen Riffe in der gesamten Karibik - so muss sie ausgesehen haben - heute gibt es nicht mehr viele davon. Viele Korallenriffe sind nicht mehr von Steinkorallen - den Erbauern des Riffs - bewohnt, sondern von Orten, an denen der Korallenbewuchs gering ist und Makroalgen, Schwämme und Weichkorallen sprießen. Dieser Prozess wird ' Phasenverschiebung' genannt. Durch Überfischung, Verschmutzung und steigende Meerwassertemperaturen werden einige Korallen zusätzlich gestresst und produzieren keine Nachkommen mehr. Ohne Korallen werden die Riffe und ihre Bewohner innerhalb weniger Jahrzehnte verschwinden. In der Reef Systems Academic Unit ( UASA), einem Satellitencampus der Universidad Nacional Autonoma de Mexico (UNAM) in Puerto Morelos, befindet sich die Zentrale eines einzigartigen Projekts. Partner aus verschiedenen nationalen und internationalen Institutionen, Organisationen und Behörden arbeiten zusammen, um den Korallenriffen eine Zukunft zu geben: Projekt Mexiko. Bei diesem Pilotprojekt wird untersucht, wie sich die sexuelle Vermehrung von Korallen für die Wiederherstellung in größerem Maßstab nutzen lässt. Wie alles begann Seit 2007 erforschen Dr. Anastazia 'Ania' Banaszak - eine Forschungsprofessorin an der UNAM - und ihr Team die Reproduktion und Wiederherstellung von Korallen an der UASA, während SECORE und seine Partner auf Curaçao an Projekt Cura çao, um die Wiederherstellung von Korallen durch geschlechtlich erzeugte Korallennachkommen zu untersuchen. Auf der Internationalen Korallenriffkonferenz 2012 trafen sich Ania und Dr. Dirk Petersen, Gründer und Geschäftsführer von SECORE, um über die Möglichkeiten einer Zusammenarbeit zu sprechen. Die erste Aufgabe der neuen Zusammenarbeit war ein gemeinsamer Workshop zur Wiederherstellung der Korallenriffe, der 2013 in Puerto Morelos stattfand - der erste, denn seitdem finden jedes Jahr Workshops statt. Zwei Jahre später wurde das Projekt mit Ania als Leiterin vor Ort offiziell gestartet. "Der Erfolg unseres Projekts basiert auf der Tatsache, dass wir viele wichtige Kooperationen haben", sagt Ania. "Neben SECORE arbeiten wir mit Aquaristikern von Xcaret Eco Park und auch mit mehreren Aquarien in den USA zusammen. Ein enger Kooperationspartner ist die Nationale Behörde für Naturschutzgebiete ( CONANP), die eng mit den verschiedenen Direktoren der nahe gelegenen Nationalparks mit Korallenriffen wie dem Parque Nacional Arrecifes de Puerto Morelos zusammenarbeitet. Die Wissenschaftler forschen und arbeiten im Rahmen dieses Projekts zusammen." Wachsende Korallenrekruten Die sexuelle Wiederherstellung von Korallen birgt ein großes Potenzial, um die Wiederherstellung von Korallen zu beschleunigen. Während des Laichens kann man eine große Anzahl von Korallenrekruten erhalten - buchstäblich Millionen, wenn man es gut macht - die alle genetisch einzigartig sind. Alles beginnt mit den magischen Nächten des Korallenlaichensg: "Wir haben mit einer Reihe von Arten gearbeitet, aber unser Hauptaugenmerk liegt auf einer äußerst wichtigen Art im Flachwasser, Acropora palmata, der Elchhornkoralle, die heute als stark gefährdete Art gelistet ist (IUCN, Red List of Threatened Species)", erklärt Ania. "Diese Art laicht immer noch gut, aber die natürliche Rekrutierung ist gering bis nicht vorhanden. Deshalb sammeln wir während der Laichnächte Eier und Spermien am Riff und befruchten sie in vitro auf dem Forschungsschiff. Wir züchten die Embryonen und die daraus entstehenden Korallenlarven, bis sie sich auf speziell konditionierten Korallensubstraten ansiedeln und Babykorallen bilden". Leichter gesagt als getan, denn karibische Acropora sind recht empfindlich im Umgang - aber jahrelange Erfahrung führt zum Erfolg. Trotzdem kann es jederzeit zu unvorhergesehenen Widrigkeiten kommen: "Letztes Jahr hatten wir einen ungewöhnlichen Ausbruch von Wimpertierchen, die sich von den frisch angesiedelten Rekruten ernährten. Sonst hätten wir viel mehr Korallenrekruten produziert. Zum Glück haben wir den Ausbruch rechtzeitig erkannt und mindestens die Hälfte der Rekruten gerettet. Das hat uns gelehrt, aufmerksamer zu sein", sagt Ania. Wenn man mit sexueller Korallenvermehrung arbeitet, kann man Millionen von Korallenlarven produzieren, die zu genetisch vielfältigen Korallen aufgezogen werden können; die genetische Vielfalt wird "nebenbei" aufrechterhalten und natürliche Auslese könnte je nach den vorherrschenden Bedingungen ihre Rolle spielen. Dennoch werden neue kosteneffiziente und praktikable Techniken benötigt, um solch große Mengen an Larven zu züchten. Gemeinsam mit Mark Schick ( Shedd Aquarium) und anderen Partnern wurden die sogenannten 'Pools' entwickelt. Die Idee ist, Korallenembryonen in großen schwimmenden Vorrichtungen zu züchten und sie mit Siedlungssubstraten zu versorgen, sobald die Larven fertig sind. In Zukunft könnten solche Pools an einer geschützten Anlegestelle oder Bucht vertäut werden und die Korallenrekruten könnten direkt an den Ort der Auspflanzung gebracht werden, ohne dass ein Labor oder eine Aufzuchtstation an Land benötigt wird. Der erste Prototyp wurde 2015 in Mexiko getestet und die Ergebnisse waren vielversprechend. Eine überarbeitete Version wurde 2016 bei den Laicharbeiten in Mexiko und auf Curaçao eingesetzt. "2017 werden wir mit einer weiter verfeinerten Version von 'Pools' arbeiten und dabei mehrere Replikate verwenden", sagt Ania. "In Zukunft könnten diese Geräte eine relativ einfache Möglichkeit bieten, große Mengen an befruchteten Eiern und geschlechtlichen Rekruten zu handhaben, ohne sie jemals zu berühren, was viel Zeit bei der Handhabung ersetzt. Wir müssen technisch einfache Methoden entwickeln, die an unseren verschiedenen Betriebsstätten angewendet werden können." Pflanzen von Korallen in größerem Maßstab Bisher nimmt das individuelle Anbringen von Korallenfragmenten oder Besiedlungssubstraten mit sexuellen Rekruten einen großen Teil der Zeit und des Geldes in Anspruch, die in die Wiederherstellung von Korallen investiert werden. Zusammen mit der allgemeinen Bearbeitungszeit und den vielen Reinigungsarbeiten während der Aufzuchtzeit schränkt dies die Anzahl der Korallen ein, die bei den derzeitigen Wiederherstellungsbemühungen verwendet werden können. Wie kann man also mehr Korallen mit weniger Aufwand auspflanzen? "Die Siedlungssubstrate, die wir verwenden, wurden vor kurzem von SECORE entwickelt und haben eine Tetrapodenform, um die Verankerung im Riff zu erleichtern, ohne dass ein Kleber oder Zement verwendet werden muss", erklärt Sergio Guendulain, der mit Ania als Techniker im Projekt Mexiko zusammenarbeitet. "Um die Substrate für die Larven attraktiv zu machen, konditionieren wir die Fliesen im Meer. Dieser Prozess dauert etwa zwei Monate und ermöglicht das Wachstum von Biofilm und Korallenalgen, die die Larven zur Ansiedlung veranlassen." "Wir transportieren die Substrate zu den Auswilderungsplätzen in Puerto Morelos, Sian Kaan und Xcalak und setzen sie in die natürlichen Ecken und Spalten des Riffs", sagt Ania. "Aber es ist eigentlich viel komplizierter. Im Jahr 2015 wurde der Großteil der Substrate in Kisten in den Becken von Xcarets Anlagen gestapelt. Also mussten wir einen Lkw nach Xcaret schicken, um die Substrate in mit Wasser gefüllte Container zu laden und die 250 Kilometer lange Reise nach Süden zum Standort der Außenanlage anzutreten. Der gesamte Transport fand nachts statt, um die Auswirkungen der Temperatur auf die Korallen zu verringern, denn die gesamte Arbeit findet im Sommer statt. Sobald wir an dem Strand ankamen, der dem Auspflanzungsort am nächsten lag, wurden die Container auf ein Boot verladen, um die Aussaat durchzuführen, bevor die Sonne hoch stand und die Temperatur zu heiß wurde." Das Aussäen von Korallen ist keine Arbeit für Langschläfer! Im Jahr 2016 verlief die Aussaat ähnlich, allerdings wurden die Korallen nur auf dem Riffgelände im Puerto Morelos Reef National Park ausgesät; es handelt sich um ein degradiertes Gelände, das noch einige Kolonien von Acropora palmata aufweist. "Das Wetter war in diesem Jahr eine echte Herausforderung", sagt Ania, "viel raues Wetter und Regen haben uns stark eingeschränkt und die Rekruten beeinträchtigt. Geplante Überwachungstauchgänge mussten oft mehrmals verschoben werden. Auch die Logistik ist manchmal eine Herausforderung, z. B. wenn es darum geht, die wirklich schweren Kisten mit den Substraten und dem Wasser zu bewegen, wenn sie ihre Reise zum Riff antreten. Aber zum Glück ist mein Dreamteam eine fantastische und sehr erfahrene Gruppe; gemeinsam meistern wir alle Herausforderungen." "In diesem Jahr möchte ich versuchen, die Korallenbesiedlungssubstrate für eine Weile in Kinderzimmern unterzubringen, bis sich die Rekruten etabliert haben, und sie dann ins Riff zu bringen, anstatt sie direkt in einem sehr jungen Alter auszusetzen", sagt Ania. "Der Grund dafür ist, dass wir viel Makroalgenbewuchs und Anzeichen von Fressfeinden sehen. Vielleicht haben wir eine höhere Überlebensrate, wenn sie etwas älter sind, wenn wir sie ins Riff aussäen. Wir werden auch versuchen, sie in verschiedenen Stufen der Riffzerstörung auszusäen, um zu sehen, wie sich das auf das Überleben der Korallen auswirkt." Erfolgskontrolle der Korallenwiederherstellung Um zu beurteilen, ob die angewandten Methoden funktionieren, muss jedes Korallensubstrat und jeder Korallenrekrut darauf aufgespürt und überwacht werden; jede Veränderung und jeder Verlust muss dokumentiert werden. Und die Überwachung des Überlebens der ausgepflanzten Korallen birgt eine weitere Herausforderung: Die Substrate sind buchstäblich so schwer zu sehen, dass es schwierig ist, sie zu finden. Nach einer Weile integrieren sich die Substrate in die Riffstruktur und werden für das bloße Auge unsichtbar, während die Korallen die Substrate überwuchern und sich am Riff festsetzen. "Wir verwenden Bandtransekte und wissen, wie viele Substrate wir pro Quadratmeter ausgesät haben", sagt Sergio. "Wenn wir also das Monitoring machen, achten wir darauf, dass wir es an genau der gleichen Stelle machen und suchen im Grunde jedes Substrat ab. Wenn man das nicht tut und nur herumschwimmt, ist es sehr schwierig, sie wiederzufinden." Deshalb wurde jeder Standort georeferenziert, bevor die neuen Korallen in das Riff eingebracht wurden, und es wurden Vermessungslinien ausgelegt, um jede Fliese zu kartieren und im Laufe der Zeit Erhebungen durchführen zu können. In der Regel werden vier bis fünf Kacheln pro m² ausgepflanzt. Im Jahr 2015 wurden 500 Korallenbesiedlungssubstrate ausgepflanzt und regelmäßig überwacht. "Nach zwei Monaten fanden wir 73 % der Kacheln und nach acht Monaten 27 % der Kacheln, also etwa eine Kachel pro m², was unser Ziel war", sagt Ania. "Zu diesem Zeitpunkt ist es schwieriger zu überwachen, da die Fliesen vollständig in den umgebenden Untergrund integriert sind und viele nicht wiederentdeckt werden konnten. Nach einem Jahr waren auf nur neun der wiedergefundenen Substrate Rekruten zu sehen. Unsere letzte Erhebung fand in der zweiten Dezemberwoche statt und alle neun sind gesund und wachsen. Im Oktober und November waren einige aufgrund einer Massenbleiche im Riff von Puerto Morelos etwas blass, aber sie haben alle überlebt und sehen wieder gesund aus. Die wahrscheinliche Ursache dafür, dass so wenige Rekruten überlebt haben, ist die riesige Sargassum-Blüte, die wir in der Gegend hatten und die die Wasserqualität über ein Jahr lang beeinträchtigte. In Ufernähe wurde das Wasser anoxisch, was sich natürlich auf das Überleben der jungen Korallen nach der Ansiedlung auswirken kann." Die Sargassum-Blüte von 2015 mag wie eine Art zufälliges, katastrophales Ereignis aussehen; katastrophal war sie auch, aber sie war aller Wahrscheinlichkeit nach auch menschengemacht und ihre Blüte verbreitete sich weit in der Karibik. Diese "Sargassum-Blüteserie" begann bereits 2011, wobei das letzte Blüteereignis 2015 stattfand - bis jetzt. Die Gründe für diese Blütenserie sind kompliziert, aber das wahrscheinlichste Szenario ist eine Kombination aus Faktoren wie erhöhten Nährstoffgehalten und erhöhten Meerwassertemperaturen, die das Wachstum dieser Algen begünstigten und veränderte Meeresströmungen, die sie transportierten und anreicherten. Die Korallenkohorte aus der Laichsaison 2016 scheint besser zurechtzukommen. Es wurde eine ähnliche Anzahl von Substraten ausgepflanzt und nach vier Monaten gab es auf mindestens der Hälfte der Platten immer noch mindestens einen Korallenrekruten. Das ist ziemlich gut, wenn man bedenkt, dass die Sterblichkeit nach der Ansiedlung einen engen Engpass für wachsende Korallen darstellt und Teil der natürlichen Selektion für die vorherrschenden Bedingungen ist. "Deshalb besteht unsere Strategie darin, so viele Exemplare auszuwildern, in der Hoffnung, dass einige es schaffen", erklärt Ania. "Natürlich arbeiten wir auch daran, die Überlebensrate nach der Ansiedlung drastisch zu verbessern." Verbreiten Sie das Wort: Bildung und Öffentlichkeitsarbeit Seit 2013 haben Ania und ihr Team zusammen mit SECORE und internationalen Aquariumsfachleuten Workshops für lokale Interessengruppen, Riffmanager und Behörden zum Thema Korallenreproduktion und -wiederherstellung durchgeführt. Derzeit sind die führenden Aquarienpartner die California Academy of Sciences und der Columbus Zoo und Aquarium ( CZA). Der leitende Aquarianer Aaron Jeskie (CZA) nahm zum Beispiel als Organisator an den Workshops 2015 und 2016 teil und gab sein Wissen über Korallenhaltung und technisches Know-how weiter. Er war auch derjenige, der die Versuchsanlage für die Becken installiert hat. Während der Workshops wird die Laicharbeit in Teams in den Laboren der UASA und von Xcaret durchgeführt und Wissen und praktische Übungen werden ausgetauscht. Während der langen Nachtschichten der Laicharbeiten wird jede Hand gebraucht. Studentische Kurse über die Reproduktion von Korallen und verwandte Themen begleiten die jährlichen Laichworkshops. Im Jahr 2015 gab es einen besonders umfassenden Kurs "From Coral Reproduction to Reef Restoration" und aufgrund der großen Nachfrage wurde er 2016 wiederholt. In den Kursen lernen die Schülerinnen und Schüler jedes Jahr die Theorie und bekommen die Möglichkeit, an der Herstellung von Laichnetzen teilzunehmen und die praktische Seite der Laicharbeit an der UASA kennenzulernen. Der Nutzen ist gegenseitig: "Die Wiederherstellung von Korallen kann nicht von einer kleinen Gruppe von Umweltschützern durchgeführt werden. Wir brauchen viele Leute, die wissen, wie die Techniken funktionieren und uns helfen", erklärt Ania. In der letzten Laichsaison hat sich das Filmteam von Reef Patrol dem Workshop angeschlossen. Gemeinsam produzieren wir einen Dokumentarfilm, um die gemeinsame Arbeit in Mexiko bekannt zu machen - er kommt bald! Du kannst dir einen ersten Eindruck verschaffen, indem du dir den Trailer ' Saving the Mexican Acropora palmata' ansiehst. Die Arbeit hat gerade erst begonnen... Korallen sind durch die steigende Temperatur des Meerwassers und die Versauerung der Ozeane bedroht, die durch den Ausstoß von Treibhausgasen durch den Menschen verursacht werden, aber auch durch lokale Stressfaktoren wie die Verschmutzung - z.B. durch die Einleitung von Abwässern in die Meere, die die Wasserqualität erheblich verschlechtert. "Das Hauptproblem für die Riffe sind die menschlichen Verhaltensweisen", sagt María del Carmen García Rivas, Direktorin des Puerto Morelos Reef National Park (CONANP). "Wir haben nur ein sehr geringes Abwassermanagement und außerdem ist unser gesetzlicher Rahmen nicht sehr streng, so dass die Riffe mit organischem Material gefüllt werden und der Algenbewuchs zunimmt. Auf der anderen Seite haben wir Überfischung und den Verbrauch von Fischereiressourcen während der Schonzeit. Wir halten uns an die Gesetze und wollen, dass die Korallen gesund sind, und das wollen wir mit Umweltbildung, Kursen und Messungen erreichen. Wir arbeiten sehr eng mit akademischen Einrichtungen zusammen, insbesondere mit der Nationalen Autonomen Universität von Mexiko und ihrem Projekt Mexiko an der UASA, die wir hier in der Nähe haben. Zusammen mit anderen Institutionen erforschen sie dieses Riff seit mehr als 30 Jahren, sodass wir den Gesundheitszustand des Riffs sehr genau beobachten. Wir beraten uns mit ihnen und versuchen, die Erkenntnisse in unser Management einfließen zu lassen." "Meine Zukunftsvision für dieses Projekt ist, dass wir ein Forschungs- und Ausbildungszentrum für die gesamte Karibik und Lateinamerika werden", sagt Ania. "Wir brauchen viele Menschen, die sich für die Wiederherstellung von Korallenriffen einsetzen, um eine hohe genetische Vielfalt der Korallen zu erhalten und ihnen zu helfen, all die Bedingungen des Klimawandels zu überleben, denen sie in den nächsten Jahrzehnten ausgesetzt sein werden. Wenn wir den Korallenriffen wirklich eine Zukunft geben wollen, müssen wir alle zusammen und von vielen verschiedenen Seiten aus arbeiten. Es gibt das Sprichwort, dass es ein Dorf braucht, um ein Kind großzuziehen. Ich glaube, dass es zur Wiederherstellung der Riffe viele Dörfer braucht." Du kannst Ania in diesem kurzen Videoclip kennenlernen, dem ersten unserer Porträtreihe von Reef Patrol , in der wir die Experten von SECORE vorstellen - viel Spaß!