Korallenriffe wie das Great Barrier Reef sind nicht nur schön anzusehen, sondern bieten auch Lebensraum für unglaublich viele verschiedene Tiere, Pflanzen und andere Lebewesen. Nebenbei schützen die Riffe auch die Landbewohner. Sie bremsen grosse Wellen ab, so dass diese nicht mit voller Wucht auf die Küste treffen.
Korallen sind empfindliche Riff-Baumeister
Gebaut werden die Riffe von Korallen. Kurz gesagt sind Korallenriffe Gemeinschaften von kleinen Tierchen (Polypen), welche als Nebenprodukt ihres Stoffwechsels aus Kalk Riffe bilden. Korallen mögen es warm – ein Lebensraum mit unter 20°C Wassertemperatur kommt für sie nicht in Frage. Doch die sensiblen Organismen reagieren auch auf zu hohe Wassertemperaturen empfindlich. Neben der Verschmutzung der Meere macht ihnen deshalb vor allem die Klimaerwärmung zu schaffen. In Kombination mit anderen Stressfaktoren, wie einem sinkenden pH-Wert des Wassers, lassen erhöhte Meerestemperaturen die Riffe Schaden nehmen.
Zucker im Austausch für Stickstoff
Wie auch alle anderen Lebensformen brauchen Korallen Zucker (Kohlenhydrate), um Energie zum Leben zu produzieren. Da das warme, tropische Meerwasser aber relativ nährstoffarm ist, gehen Korallen eine Partnerschaft (Symbiose) mit kleinen, einzelligen Algen ein.
Algen betreiben Photosynthese, genau wie grüne Landpflanzen. Das heisst, sie stellen aus dem Gas Kohlendioxid mit Hilfe von Sonnenlicht Zucker her, und genau diesen Zucker benötigen die Korallenpolypen als Nahrung.
Die Polypen können dank den Algen, die in den Korallenkörpern leben, bis zu 90% ihres Zuckerbedarfs decken. Umgekehrt erhalten die Algen von den Korallen Stickstoffverbindungen, welche als Nebenprodukte des Korallenstoffwechsels anfallen. Stickstoff wird von den Algen z. B. zur Herstellung von Eiweissen benötigt.
Hohe Temperaturen lösen drastische Reaktionen aus
Zu hohe Wassertemperaturen beeinträchtigen jedoch die Fähigkeit der Algen zur Photosynthese. Je nach Algenart kommt es schon bei 28–29°C zu diesem Effekt, andere vertragen noch etwas höhere Temperaturen. Durch die Hemmung der Photosynthese kommt es in den Algen zu sogenanntem oxidativem Stress. Das heisst, es entstehen reaktive Sauerstoffverbindungen, die nicht rasch genug unschädlich gemacht werden können. Diese sind nicht nur für die Alge, sondern auch für die Korallenpolypen giftig. Die Koralle reagiert darauf, indem sie sich daran macht, die Gift-produzierenden Mitbewohner loszuwerden: Man hat beobachtet, wie sich Korallenstöcke in dieser Situation regelrecht aufblähen und die in ihnen wohnenden Algen dann mit kräftigem Druck ausstossen (hier ein Zeitraffer-Video dazu). Die Korallen verlieren mit den Algen auch ihre Farbe, denn nur die farblosen Polypen bleiben in den hellen Kalk-Skeletten zurück. Dies nennt man eine Korallenbleiche.
Ohne ihre Symbionten können Korallen jedoch nur einige Tage bis Wochen überleben. Normalisieren sich die Umweltbedingungen in dieser Zeit nicht, so dass die Kalk-Skelette neu von Algen besiedelt werden können, sterben die Polypen ab. Dann hält die Korallenbleiche an und das Riff ist abgestorben. Dies kann immer dann geschehen, wenn die Wassertemperaturen einige Wochen lang deutlich über den im Sommer üblichen Meerestemperaturen liegen. Ein abgestorbenes Riff braucht Jahre, um sich wieder zu erholen, und schafft dies auch nur, wenn es in dieser Zeit nicht zu weiteren Korallenbleichen kommt.
Wenn die durchschnittlichen Meerestemperaturen in den Tropen weiterhin steigen, besteht die Gefahr für immer häufigere Korallenbleichen, welche die empfindlichsten Riffe gänzlich zum Verschwinden bringen könnten. Andrerseits wurde bereits beobachtet, dass Korallenpolypen in subtropische Gewässer auswandern und sich an Stellen ansiedeln, an denen es bisher kaum Korallenriffe gab. Ob sich dort jemals Ökosysteme mit derselben Vielfalt entwickeln können, wie wir sie von den heutigen Riffen kennen, ist nicht absehbar.