Innerhalb der letzten fünf Jahre kam es dreimal zu einer massiven Korallenbleiche im Great Barrier Reef. So war es auch im Sommer 2017, erinnert sich Line Bay vom Australischen Institut für Meeresforschung in Townsville: "Damals fiel uns auf, dass es nicht alle Kolonien der Korallen gleichermaßen traf. Es gab welche im Riff, die nicht so stark ausblichen - und das sogar innerhalb derselben Art. Das machte uns neugierig und wir begannen sofort, Proben im Riff zu nehmen. Wir fragten uns: Liegt des Rätsels Lösung vielleicht in den Genen dieser Korallenart?"
Die Forscher setzten ein riesiges Puzzle zusammen
Die dänische Biologin und einige andere Wissenschaftler untersuchten das an einer Steinkoralle aus der zoologischen Gattung Acropora. Sie ist weit verbreitet am Great Barrier Reef. Die Forscher nahmen über 230 Proben an 12 verschiedenen Standorten im Meer und entschlüsselten anschließend das komplette Erbgut der Nesseltiere. Ein Batzen Arbeit, so der Populationsgenetiker Zach Fuller von der Columbia University in New York: "Das Erbgut dieser Korallenart enthält viele Abschnitte ohne Funktion und ist etwa 470 Millionen Basenpaare lang. Zum Vergleich: Das Erbgut des Menschen besteht nur aus drei Millionen! Es hat uns ungefähr ein Jahr gekostet, dieses gigantische Puzzle zusammenzusetzen."
Die Mühe hat sich offenbar gelohnt. Heute weiß Fuller: Es gibt unterschiedliche genetische Veranlagungen unter den Steinkorallen. Manche kommen dadurch besser mit steigenden Meerestemperaturen klar als andere und bleichen nicht so stark aus. Klar wurde das den Forschern durch eine genomweite Assoziationsstudie. So etwas wird auch in der Humanmedizin gemacht, um genetische Dispositionen zu erkennen, zum Beispiel für bestimmte Krankheiten.
Genomweite Assoziationsstudien liefern Antworten
Im Fall der Korallen ging es um genetische Marker für Hitzetoleranz, erklärt Zach Fuller: "Es ist kein einzelnes Gen dafür verantwortlich, dass die Korallen unterschiedlich stark ausbleichen, sondern viele verschiedene." Solche Genom-Analysen könnten sich eignen, um vorherzusagen, welche Kolonien der Steinkorallen besonders gefährdet sind, wenn die Meerestemperaturen weiter steigen. Dazu müssen die Methoden allerdings noch weiter verfeinert werden. Die Forscher überlegen auch, die Meeresalgen einzubeziehen, mit denen die Korallen in Symbiose leben. Auch in ihrem Genom könnte man nach Markern für Hitzetoleranz suchen.
Am Australischen Institut für Meeresforschung startet jetzt ein Vier-Jahres-Projekt. Dabei seien jetzt auch Freilandstudien im Great Barrier Reef vorgesehen, so Line Bay: "Wir können jetzt Gen-Tests für die Korallen entwickeln. Wir gehen raus, nehmen Proben im Riff und können dann besser verstehen, wie die Korallen reagieren, wenn sie erneut erhöhten Wassertemperaturen ausgesetzt sind. Die genetischen Marker sind deshalb so wichtig, weil sie es uns erlauben, Korallen mit einer natürlichen Hitzetoleranz zu identifizieren."
Die Vision: Hitzetolerante Korallen gezielt freisetzen
Diese resistenteren Steinkorallen könnte man dann auch in Aquakulturen züchten, ganz ähnlich, wie es zum Beispiel mit Austern geschieht. Anschließend setzt man sie im Great Barrier Reef aus - an Stellen, wo weniger robuste Korallen vorher abgestorben sind. Auch das sei in dem Projekt geplant, so Line Bay: "Das eröffnet uns neue Möglichkeiten für den Schutz von Riffen. Vielleicht können wir auf diese Weise dazu beitragen, dass sich hitzetolerantere Korallen stärker ausbreiten. Und dass sie es schneller tun als von Natur aus, durch die Evolution."
Ob sich dieses Konzept bewährt und wie schnell es anwendbar sein könnte, ist heute aber noch offen. Bay und ihre Kollegen betonen: Der beste Schutz für hitzegestresste Korallenriffe sei immer noch, die weitere Erwärmung der Meere in Grenzen zu halten – durch größere Anstrengungen beim Klimaschutz.
