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News: Blick durchs Schlüsselloch

Die verwinkelten Höhlen und Spalten tropischer Korallenriffe stellen für Meeresbiologen ein nur schwer zugängliches Ökosystem dar. Jetzt wagten Bremer Forscher mit Hilfe eines Unterwasser-Endoskops einen Blick ins Innerste der Riffe - und konnten dabei ein altes Geheimnis lüften: Ein dichter Schwammbezug in den Spalten filtriert wichtige Nährstoffe aus dem durchströmenden Wasser und ermöglicht damit das Überleben der Korallenriffe in einer extrem nährstoffarmen Umgebung.
Einsatz des Endoskops
Charles Darwin gilt nicht nur als Begründer der Evolutionstheorie. Auf seiner Weltreise auf der Beagle entwickelte er auch eine Hypothese über die Entstehung tropischer Korallenriffe, die im Prinzip heute noch anerkannt ist. Eine Tatsache blieb ihm jedoch rätselhaft: Wovon leben die Korallenriffe, die zu den artenreichsten und produktivsten Ökosystemen der Erde gehören? Denn das sie umgebende Wasser zeichnet sich durch eine extreme Nährstoffarmut aus. Dieses als Darwins Paradoxon bekannte Rätsel blieb bis heute ungeklärt.

Grundlage des Ökosystems stellt die Photosynthese der symbiontischen Algen dar, die als so genannte Zooxanthellen im Innern der Korallenpolypen leben. Diese brauchen Nährstoffe, die irgendwie im Riff angereichert werden müssen. Die im Wasser gelösten Nährstoffe, eine bakterielle Stickstofffixierung oder einwandernde Fische reichen dafür nicht aus.

Die Suche nach einer Erklärung für Darwins Paradoxon erweist sich als nicht ganz einfach, da die Riffe mit ihren unzähligen kleinen Höhlen und engen Spalten einen schwer zugänglichen, komplexen Raum mit einer riesigen Oberfläche darstellen. Ein deutsch-jordanisches Team unter der Leitung von Claudio Richter vom Bremer Zentrum für Marine Tropenökologie ließ sich bei der Suche nach einer Antwort von Medizinern inspirieren. So wie Ärzte bei der Schlüsselloch-Chirurgie mit Endoskopen das Innere des Körpers erkunden, entwickelten die Meeresbiologen ein Unterwasser-Endoskop mit einer speziellen Miniaturkamera. Damit ausgestattet, konnten sie in das Innere von Korallenriffen vorstoßen.

Als sie ihr neues Gerät in den Korallenriffen des Golfs von Aqaba im Roten Meer einsetzten, entdeckten sie einen erstaunlich dichten Schwammbewuchs im Inneren der Spalten. Außerhalb der Höhlen war der Bewuchs wesentlich geringer, da er hier von Räubern weggefressen wird.

Wichtig ist die ökologische Rolle, welche die Schwämme im Verborgenen spielen. "Die Schwämme in den Höhlen führen dem Korallenriff seine Nahrung zu, indem sie dabei ähnlich wie die Darmzotten im menschlichen Verdauungssystem funktionieren", erklärt Richter. Sie filtrieren das einströmende Wasser, nehmen organisches Material auf und geben Nährstoffe wie Ammonium oder Phosphat wieder an das Wasser ab. Ihre Nährstoffproduktion übersteigt laut Berechnungen der Forscher den Nährstoffimport durch Fische bei weitem. Mit diesen Nährstoffen können wiederum die Algen in den Korallenpolypen ihre Photosynthese aufrecht erhalten. Damit scheint das Rätsel, über das sich Charles Darwin vergeblich den Kopf zerbrach, endlich gelöst.

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