Hiobsbotschaften, wohin man hört: Für die Korallenriffe der Erde war 2016 bisher kein gutes Jahr. Die globale Erwärmung und das Klimaphänomen El Niño haben in vielen Meeresregionen für ungewöhnlich warmes Wasser gesorgt – und damit die Korallen unter Stress gesetzt. Normalerweise leben die Riff-Baumeister mit winzigen Algen zusammen, die ihnen Zucker und Sauerstoff liefern und denen sie auch ihre bunten Farben verdanken. Bei zu hohen Temperaturen aber werfen sie diese Untermieter hinaus und werden blass. Darunter leiden zumindest vorübergehend ihr Wachstum und ihre Vermehrung, oft sterben sie aber auch ganz ab.

Im Zuge des Klimawandels scheinen sich solche Ereignisse zu häufen. Nach Angaben der US-amerikanischen Wetter- und Ozeanografie-Behörde NOAA müssen viele Riffe rund um die Welt nun schon im dritten Jahr in Folge ungewöhnlich hohe Wassertemperaturen verkraften. Das hat vom Inselstaat Kiribati im Pazifik bis zu den Malediven im Indischen Ozean zu zahlreichen Korallenbleichen geführt. Auch der nördliche und zentrale Teil des berühmten Great Barrier Reef hat stark gelitten. Wissenschaftler um Terry Hughes von der James Cook University im australischen Townsville haben festgestellt, dass dort im Durchschnitt 35 Prozent der Korallen dahinsiechen oder bereits abgestorben sind. "Das ist jetzt das dritte Mal in 18 Jahren, dass das Great Barrier Reef eine Massenbleiche durch die globale Erwärmung erlebt hat", sagt der Forscher. "Und diesmal ist es extremer als bei all unseren früheren Untersuchungen."

Zwar hat es in der Erdgeschichte durchaus schon wärmere Perioden gegeben, ohne dass die Korallen ausgestorben wären. Mit der derzeitigen Situation aber wären diese Phasen nicht vergleichbar, meint der Korallen-Experte Reinhold Leinfelder von der Freien Universität Berlin. "Damals ist der Kohlendioxidgehalt in der Atmosphäre viel langsamer angestiegen", betont der Paläontologe. Das ließ den Organismen zum einen genügend Zeit, sich an die neuen Verhältnisse anzupassen. Zum anderen führte es nicht zu einer Versauerung der Ozeane. Zwar löste sich nach und nach mehr Kohlendioxid in den Meeren und bildete dabei Kohlensäure. "Dieser Prozess aber wurde durch eine stärkere Verwitterung an Land kompensiert", erklärt Leinfelder. Dadurch gelangten größere Mengen der Verbindung Hydrogenkarbonat ins Wasser und pufferten die entstehende Säure ab.

Das Meerwasser wird immer saurer – was manche Korallen gut finden

Beim heutigen raschen Anstieg der Kohlendioxidkonzentrationen dagegen wird das Meerwasser immer saurer – und stellt die Korallen damit vor ein zweites existenzielles Problem: Sie haben immer größere Schwierigkeiten, ihre Kalkskelette zu bilden. Manche Arten wachsen dadurch langsamer oder gar nicht mehr. Andere können ihr Tempo zwar halten, brauchen dafür aber viel mehr Energie als normalerweise. Und wieder andere lagern weniger Kalk ein und werden dadurch poröser. Ihre Riffe werden dann bei Sturm und Wellengang leicht zerrieben oder leiden unter den Attacken von bohrenden Muscheln und Würmern. "Die Erderwärmung und die damit verbundene Versauerung ist deshalb ein extrem großes Problem für die heutigen Riffe", resümiert Reinhold Leinfelder. Viele Experten befürchten, dass sich die Korallen nur schlecht an die neuen Herausforderungen anpassen können. Wenn überhaupt.

Die Temperaturzunahme macht vielen Korallenarten das Leben schwer.
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Die Aufheizung macht vielen Korallenarten das Leben schwer: Sie stoßen ihre symbiontischen Algen ab und bleichen daher aus. Bleiben die Temperaturen dauerhaft zu hoch, stirbt das Riff großflächig ab.

Allerdings sind Wissenschaftler in letzter Zeit auch auf ein paar ermutigende Nachrichten aus der Welt der Riffe gestoßen. Zum Beispiel vor den so genannten Rock Islands des Pazifikstaats Palau. Wenn Riffbewohner dort ihre Skelette bilden, entziehen sie dem Wasser Karbonatverbindungen; gleichzeitig reichern sie es durch ihre Atmung mit Kohlendioxid an. Das ist zwar ein ganz normaler Vorgang. In den engen Buchten der Rock Islands aber steht das Wasser sehr lange, bevor es ausgetauscht wird. Also sinkt der pH-Wert im Lauf der Zeit auf ungewöhnlich saure Werte. Als Wissenschaftler um Kathryn Shamberger und Anne Cohen von der US-Forschungseinrichtung Woods Hole Oceanographic Institution dort Wasserproben untersuchten, trauten sie ihren Augen nicht: Die Messgeräte zeigten Säureverhältnisse an, wie sie Experten für den offenen tropischen Pazifik erst um das Jahr 2100 erwarten.

"Wir hoffen, dass einige Riffe der Versauerung der Zukunft widerstehen können"
Anne Cohen

Zwar herrschen in einigen anderen Meeresregionen ebenfalls von Natur aus saure Bedingungen – etwa in Vulkangebieten, in denen Kohlendioxid wie aus Schloten aus dem Untergrund quillt. Und auch dort gibt es Riffe. Typischerweise leben dort allerdings relativ wenige Arten. Zudem sind die Korallenstöcke oft ziemlich porös und bedecken nur einen vergleichsweise geringen Teil der Fläche. Zur Verblüffung der Forscher aber zeigen die Riffe von Palau keines dieser Symptome – im Gegenteil: "Wo das Wasser am sauersten ist, sehen wir dort eine vielfältigere und artenreichere Gemeinschaft als an weniger sauren Stellen", berichtet Anne Cohen. "Palau ist anders als alle anderen Riffe, die Wissenschaftler bisher untersucht haben."

Modellrechnungen zufolge könnte das mit dem sehr langsamen Wasseraustausch in den dortigen Buchten zusammenhängen. Der sorgt nämlich dafür, dass nur wenige Larven von anderen Riffen dorthin gelangen können. Entsprechend hoch ist der Druck für die lokalen Korallen, sich an die niedrigen pH-Werte anzupassen. Und das ist ihnen offenbar gut gelungen. Was genau ihr Erfolgsgeheimnis ist, wissen die Forscher noch nicht. Und sie sind auch keineswegs sicher, ob dieser Trick künftig anderen Riffen das Überleben sichern kann. Schließlich konnten Palaus Korallen ihre Anti-Säure-Strategie im Lauf von Jahrtausenden entwickeln. So viel Zeit wird den Meeres-Architekten beim aktuellen Klimawandel nicht bleiben. Doch einen kleinen Hoffnungsschimmer sehen Anne Cohen und ihre Kollegen trotzdem in ihren Ergebnissen: "Vielleicht können einige Riffe der Versauerung der Zukunft widerstehen", sagt die Expertin. "Auch wenn es nur ein sehr geringer Prozentsatz ist."

Hoffnung aus der Tiefe

Auch was die steigenden Temperaturen angeht, könnte es einen Lichtblick geben. In letzter Zeit haben nämlich die so genannten mesophotischen Korallen-Ökosysteme zunehmend das Interesse von Wissenschaftlern geweckt. Das sind Meeresbereiche, in denen die Riffbaumeister nicht im lichtdurchfluteten Flachwasser wachsen, sondern in mittleren Tiefen zwischen etwa 40 und 150 Metern. "Das kühlere, tiefere Wasser dieser Ökosysteme könnte für viele Arten bessere Lebensbedingungen bieten als das wärmere an der Oberfläche", erklärt Elaine Baker von der University of Sydney in Australien. "Außerdem gibt es dort unten weniger Wellen und Turbulenzen." Das alles verbessert die Wachstumsbedingungen für Korallen. Und da diese Gebiete weiter vom Land entfernt liegen, ist auch der Druck durch Fischerei und andere menschliche Einflüsse oft geringer als bei Flachwasser-Riffen.

Deshalb setzen Experten einige Hoffnung in diese tiefer gelegenen Riffe. "Vielleicht können sie den direktesten Auswirkungen des Klimawandels widerstehen und so für manche Arten zum Refugium werden", meint Elaine Baker. Noch sind diese Ökosysteme vergleichsweise wenig erforscht. Was sie in einer wärmeren Zukunft tatsächlich leisten können, ist daher schwer abzuschätzen. Doch erste Forschungsergebnisse nähren einen vorsichtigen Optimismus. So haben Daniel Holstein von der University of Miami und seine Kollegen das Paarungsverhalten einer Korallenart namens Orbicella faveolata vor den Amerikanischen Jungferninseln in der Karibik untersucht. Für diese Riff-Architekten ist die Fortpflanzung eine regelrechte Massenveranstaltung. Wie abgesprochen entlassen sie zu bestimmten Zeiten gewaltige Mengen von Eiern und Spermien gleichzeitig ins Meer. In tieferem Wasser sind sie dabei offenbar besonders vermehrungsfreudig: Pro Quadratkilometer produzieren sie dort mehr als zehnmal so viele Eier wie ihre Artgenossen in flacheren Bereichen. Und je mehr Larven entstehen, umso größer ist die Chance, dass sich die Korallen auch ansiedeln können – vielleicht sogar in benachbarten Flachwasser-Riffen.

El Niño hat weltweit zu Wetterkapriolen geführt und eine großflächige Korallenbleiche ausgelöst, weil sich das Meer regional stark aufgeheizt hatte.
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Zu einer ähnlichen Einschätzung kam kürzlich auch ein Bericht des UN-Umweltprogramms UNEP, den Elaine Baker und ihre Kollegen zusammengestellt haben. Demnach könnten diese tiefer gelegenen Ökosysteme tatsächlich eine Art Rückzugsraum für gestresste Flachwasser-Bewohner sein. Das zeigt zum Beispiel eine Studie vor La Paguera im Südwesten Puerto Ricos. Die großen Zackenbarsche und Schnapper, die bei Fischern besonders beliebt sind, haben dort eine Zuflucht in größeren Tiefen gefunden. Und nicht nur Fische können offenbar problemlos zwischen beiden Ökosystemen hin und her wechseln. Immerhin kommen in der Region mehr als drei Viertel aller Bewohner der tieferen Riffe auch im flachen Wasser vor. Allerdings warnt der UNEP-Bericht auch vor allzu hochfliegenden Hoffnungen. In einer wärmeren Zukunft werde es bei Weitem nicht für alle Arten von Riffbewohnern ein Rettungsboot in der Tiefe geben.

Sind Menschen der größte Störfaktor?

Zumal die Korallen keineswegs nur mit steigenden Temperaturen und sinkenden pH-Werte zu kämpfen haben. Dazu kommen noch alle möglichen anderen Herausforderungen, von der Überdüngung über die Meeresverschmutzung bis hin zur Überfischung. Solche Probleme würde man vor allem in Regionen vermuten, die besonders dicht besiedelt sind und stark genutzt werden. Liegen also die letzten gesunden Korallenparadiese der Erde immer dort, wo nur selten ein Mensch hinkommt? Eine Studie im zentralen Pazifik scheint das zu bestätigen. Zehn Jahre lang haben Jennifer Smith von der University of California in San Diego und ihre Kollegen Daten über 450 Riffgebiete zwischen Hawaii und Amerikanisch-Samoa gesammelt. Der Trend war eindeutig: Vor abgelegenen Inseln fanden sich in dieser Region deutlich intaktere Riffe und eine vielfältigere Lebensgemeinschaft als vor dicht besiedelten.

"Selbst bei einer Eindämmung des CO2-Ausstoßes und bestmöglichem Management werden die meisten Riffe durch ein Tal der Tränen gehen, bevor sie sich gegebenenfalls erholen"
Reinhold Leinfelder

Joshua Cinner von der James Cook University in Australien und seine Kollegen sind kürzlich allerdings zu einem ganz anderen Ergebnis gekommen. Sie wollten wissen, wovon die Größe der Fischbestände in einem Riff abhängt. Sind es vor allem Umweltfaktoren wie die Wassertiefe, die vorhandenen Lebensräume und der Nährstoffgehalt? Oder eher sozioökonomische Einflüsse wie Bevölkerungsdichte, Wohlstand, Regierungsführung und Absatzmärkte für die Fischerei? Um das herauszufinden, haben die Forscher Informationen über mehr als 2500 Riffe in 46 Ländern zusammengetragen. Aus diesen Daten konnten sie eine ganze Reihe von Trends ableiten. So sind Riffe in reicheren Regionen meist in besserem Zustand als solche in ärmeren. Wird der Fang nur vor Ort verkauft, bleiben die Fischbestände in der Regel größer, als wenn er auf dem Weltmarkt landet. Und die Einrichtung von Meeresschutzgebieten kann sich zwar durchaus positiv auswirken. Allerdings nur, wenn die Vorschriften auch eingehalten werden – was lange nicht überall der Fall ist.

All diese Zusammenhänge klingen durchaus einleuchtend. Die Wissenschaftler sind jedoch immer wieder auf Gebiete gestoßen, die den allgemeinen Trends nicht folgen. So schwimmen in einigen Riffen viel mehr Fische, als angesichts der sozialen und ökologischen Situation vor Ort zu erwarten wäre. Insgesamt haben die Wissenschaftler 15 solcher "hellen Flecken" identifiziert, von denen die meisten im Pazifik liegen. "Das wirklich Interessante daran ist, dass es sich nicht unbedingt um vom Menschen unberührte Riffe handelt", sagt Nick Graham von der Lancaster University in England, der an der Studie mitgearbeitet hat. Es sind zwar durchaus abgelegene und kaum genutzte Regionen wie die Chagos-Inseln im Indischen Ozean darunter, aber eben auch stark befischte und dicht besiedelte Gebiete wie Kiribati und die Solomon-Inseln im Pazifik. Umgekehrt hat das Team 35 "dunkle Flecken" entdeckt, in denen die Fischbestände in deutlich schlechterem Zustand sind als erwartet. Und unter diesen Negativbeispielen finden sich durchaus abgelegene Regionen wie etwa ein Teil von Nordwesthawaii.

Korallenbleiche vor der Küste Hawaiis, August 2014
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 Bild vergrößernKorallenbleiche vor der Küste von Hawaii, August 2014

Traditionelle Fischfangmethoden tun den Korallen offenbar gut

Die Forscher sehen ihre Analyse als interessanten neuen Ansatz für den Naturschutz. Denn wer das Erfolgsgeheimnis der hellen Flecken kennt, kann es möglicherweise auf andere Riffe übertragen. Und von den dunklen Flecken lässt sich vielleicht lernen, wie man mit einem solchen Ökosystem eben nicht umgehen sollte. Die spannende Frage ist also, was die Lichtblicke und was die Gebiete mit Fisch-Defiziten gemeinsam haben. Typisch für Letztere sind zum Beispiel bestimmte Netze und Fangtechniken, die bei intensiver Fischerei genutzt werden. Oft haben die Schiffe dort auch Kühlmöglichkeiten an Bord, so dass große Mengen Fisch auf Vorrat gelagert und später verkauft werden können. Und wenn eine Region einen Wirbelsturm oder eine Korallenbleiche erlebt hat, schlägt sich das ebenfalls noch eine ganze Weile in unerwartet niedrigen Fischbeständen nieder.

Günstige Umweltbedingungen können dagegen durchaus ein Pluspunkt sein. So liegen viele helle Flecken in der Nähe von mesophotischen Riffen, in denen die Flachwasserbewohner eine Zuflucht finden können. Doch auch soziokulturelle Einflüsse spielen oft eine wichtige Rolle. Sehr gut haben in der Studie zum Beispiel die Riffe der Insel Karkar in Papua-Neuguinea abgeschnitten. In den dortigen Dörfern gibt es ein ausgeklügeltes System zur Regulierung der Fischerei. Wenn die Fänge zurückgehen, werden zum Beispiel vor Ort Beschränkungen festgelegt, die bis zu einem Jahr in Kraft bleiben können. Auch in normalen Zeiten ist zudem durch traditionelle Vorschriften geregelt, was die Ortsansässigen wo fangen dürfen. Und für Leute von außerhalb gelten ohnehin strenge Restriktionen.

Generell finden die Forscher ihre Positiv-Beispiele vor allem in Regionen, in denen die örtliche Bevölkerung beim Management kräftig mitmischt. Wo es lokale Eigentumsrechte gibt, Tabus und vor Ort festgelegte Nutzungsregelungen gelten und mit traditionellen Methoden gefischt wird, geht es den Beständen oft ungewöhnlich gut. Und zwar gerade in Regionen, in denen die Bevölkerung stark von Fisch und anderen marinen Ressourcen abhängig ist. Unter solchen Bedingungen entwickeln Menschen offenbar besonders kreative und effektive Lösungen, um Überfischung zu vermeiden und die Riffe zu schützen.

Das alles wollen die Forscher aber nicht als Argument gegen die Notwendigkeit von Klimaschutzmaßnahmen verstanden wissen. Langfristig werde die Gesundheit der Riffe von der Reduktion der Treibhausgasemissionen abhängen. Doch wer Überfischung vermeide, gebe den Unterwasserstädten die besten Chancen, mit den Herausforderungen einer wärmeren Zukunft fertigzuwerden. Das sieht Reinhold Leinfelder ganz ähnlich. "Selbst bei einer Eindämmung des CO2-Ausstoßes und bestmöglichem Management werden die meisten Riffe durch ein Tal der Tränen gehen, bevor sie sich gegebenenfalls erholen", betont der Berliner Experte. Ohne Klimaschutz hätten die Riffe gar keine Chance.