Verknüpfung von Stoffwechselprozessen

Korallen und Schwämme kommunizieren miteinander

Ein internationales Forscherteam machte kürzlich eine überraschende Entdeckung im Meer: Korallen und Schwämme kommunizieren über ihren Stoffwechsel miteinander. Dies gilt sowohl für tropische Warmwasserkorallenriffe im Flachwasser als auch für Kaltwasserkorallenriffe in den Tiefen des Nordatlantiks.

Steinkorallen im Flachwasser (ca. 3 m Wassertiefe) im untersuchten jordanischen Warmwasserkorallenriff im Roten Meer. (© Dr. Malik Naumann)

Diese Entdeckungen wurden jetzt durch die vor kurzem an der Universität Bremen promovierte kanadische Nachwuchswissenschaftlerin Dr. Laura Rix als Erstautorin in der renommierten multidisziplinären Fachzeitschrift „Scientific Reports“ (http://www.nature.com/articles/srep18715) veröffentlicht. Das Forscherteam wird gemeinsam von Prof. Christian Wild (Marine Ökologie, Universität Bremen), Dr. Malik Naumann (Leibniz Zentrum für Marine Tropenökologie, ZMT), Dr. Jasper de Goeij (University of Amsterdam und Dr. Dick van Oevelen (Royal Netherlands Institute for Sea Research, NIOZ) geleitet.

Schwammschleife
Die Forscher fanden heraus, dass Schleime, die kontinuierlich und oft in großen Mengen von Korallen ins Wasser abgegeben werden, von Schwämmen in ihrer Umgebung gut als Nahrung aufgenommen werden können. Der Clou dabei: Ein Großteil der von den Korallen abgegebenen Schleime löst sich sofort im Wasser und ist mikroskopisch klein. Dieses energie- und nährstoffreiche Material ist daher für die meisten Organismen in Warm- oder Kaltwasserkorallenriffen nicht verwendbar.

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Schwämme allerdings besitzen eine für das Tierreich einzigartige Eigenschaft: Sie können über einen Prozess, der als „Schwammschleife“ bezeichnet wird, unsichtbares gelöstes organisches Material in sichtbare Teilchen, sogenanntes partikuläres organisches Material, umwandeln. Schwämme machen dies über einen extrem schnellen Zellstoffwechsel. Dies führt dazu, dass kurz nach der Aufnahme des gelösten organischen Materials, zelluläre Klumpen abgegeben werden. Diese können dann von vielen Rifforganismen, wie wirbellosen Tieren (zum Beispiel Würmern, Schnecken, Krebsen, und Seesternen), als Nahrung verwendet werden.

Parallel-Experimente in 3000 km Entfernung
Das Forscherteam machte diese Entdeckung durch eine Reihe von Parallel-Experimenten an Feldstationen in Jordanien am Roten Meer und Süd-Schweden am Skagerrak, also an zwei extrem unterschiedlichen Standorten, die mehr als 3000 km auseinander liegen. Die Korallen und Schwämme für die Experimente wurden in Jordanien aus 5 bis 10 m Wassertiefe durch Taucher, und in Schweden aus mehr als 100 m Wassertiefe mit Hilfe eines Tauchroboters gesammelt. Trotz dieser starken Standort-Unterschiede fielen die Ergebnisse der Experimente sehr ähnlich aus: Der von Korallen stammende Schleim wurde stets gut von den Schwämmen aufgenommen und zu etwa 20 bis 40 % schnell in Partikel umgewandelt.

Das Spannende an diesen Erkenntnissen ist also, dass es offensichtlich eine weitverbreitete Verknüpfung der Stoffwechselprozesse von Korallen und Schwämmen gibt. Das führt dazu, dass Energie und Nährstoffe in Warm- und Kaltwasserkorallenriffen zurückgehalten und direkt vielen Rifforganismen wieder zur Verfügung gestellt werden. Dies beugt Verlusten vor. Es handelt sich also um einen neuentdeckten Mechanismus, der zwei der wichtigsten Meeresbewohner miteinander verknüpft. Dieser Mechanismus unterstützt offensichtlich das Funktionieren ganzer Korallenriffökosysteme sowohl in den warmen Flachgewässern der Tropen als auch im kalten Tiefenwasser der gemäßigten Breiten.

Publikation:
Rix et al. Coral mucus fuels the sponge loop in warm- and cold-water coral reef ecosystems. Sci. Rep. 5, 18715; DOI: 10.1038/srep18715 (2015).

Weitere Informationen:
Universität Bremen
Fachbereich Biologie/Chemie
Prof. Dr. Christian Wild
Marine Ecology
E-Mail: christian.wild@uni-bremen.de

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