Korallenbleiche tötet Riffe. Ist die Antwort eine große Migration?

Ein spektakulärer Tauchgang zeigt potentielle Oasen für Organismen aus heißerem Wasser

HAMILTON, BERMUDA - „Also das U-Boot wird nach vorne kippen, das ist normal. Dann wird es auf dem Rücken rollen, nur etwas zurückkippen, das ist auch normal. Auf geht's!"

Das ist mein Co-Pilot Kelvin Magee. Wir beide sind barfuß im Nomad, einem Zwei-Personen-Tauchboot. Der Kapitän schreit Befehle, während die Crew Kräne und Hebel bearbeitet.

Taucher paddeln in der Nähe, bereit, unseren Weg zu lenken oder uns zu retten. Alle sind angespannt, weil das Wasser abgehackt ist. Eine falsche Welle könnte den 7.000-Pfund-Nomaden ins Heck des Schiffes werfen. Magee, Mitglied der Nekton-Mission, schaltet einen Schalter und unsere vierstündige Reise zum Meeresboden beginnt.

Dann schluckt uns das Meer. Das Unterwassergerät fällt in vier Minuten um 110 Fuß ab, da das Sonnenlicht nachlässt. Anstatt sich von Klaustrophobie zu ersticken, passiert das Gegenteil. Die schwindenden Sonnenstrahlen zeigen eine einladende Weite voller Ruhe.

Beim Abstieg wandern meine Gedanken zu den Korallen unten und zu ihrem kollektiven Schicksal auf der ganzen Welt. Viele Kreaturen werden gegen die globale Erwärmung verlieren, aber Korallenriffe sind außergewöhnlich anfällig.

Die Nekton Mission ist ein Zusammenschluss von 30 Organisationen, die die längste Meeresbodenuntersuchung der Geschichte durchführen. Betrachten Sie es als körperliche Untersuchung für das Meer. Zukünftige Gruppen werden in der Lage sein, anhand der Ergebnisse der Mission zu bestimmen, wie Ozeane auf Bedrohungen wie die globale Erwärmung von Menschen reagieren werden. Das Projekt wird von XL Catlin, einem globalen Versicherungsunternehmen aus Irland, gefördert, das seit 2009 ähnliche Umweltumfragen durchführt. Die Arbeiten sind nicht proprietär und die Daten sind frei zugänglich, sodass andere Forscher sie nutzen können.

Wissenschaftler von Nekton fahren durch das Gully Marine Protected Area, eine große Unterwasserschlucht in der Nähe von Neuschottland, und erkunden den wirbelnden Scheitel des Sargasso-Meeres.

Es ist Tag 16 der Mission, und Alex Rogers, Chefwissenschaftler von Nekton und Naturschutzbiologe aus Oxford, taucht in einem Tauchboot namens Nemo ab. Es ist geplant, 850 Meter in Tiger vor der Südost-Bermuda zu tauchen.

"Dieser Ort wird Tiger wegen Tigerhaie genannt. Wer weiß, vielleicht sehen Sie sogar eines der spektakulären Raubtiere des Ozeans, während Sie dort unten sind", hatte Rogers an einem Vorbereitungstreffen an Bord des Baseline Explorer 150 gesagt -Fuß Forschungsschiff. Schiffscontainer verstreut das Deck. Einige enthielten Tauchzubehör für die Freiwilligen von Project Baseline, einer globalen Citizen Science-Initiative von 10.000 Unterwasserforschern. Andere Behälter enthielten voll ausgestattete Labore.

ScienceScope hat sich auf dieser Reise mit Nekton zusammengetan, um eine wichtige Frage zu beantworten: Mehr als ein Drittel der Riffe des Planeten sind vom Klimawandel bedroht, aber können sie sich anpassen?

Das Great Barrier Reef hat diese Frage Anfang des letzten Jahres aufgeworfen. Das gesamte Riff ist nicht gestorben, auch wenn Sie in einem gefälschten Virenbericht im Outside Magazine gelesen haben. Im Jahr 2016 erlitt ein 435 Meilen großer Teil des nördlichsten Abschnitts des Great Barrier Reef eine Bleichung - das größte Ereignis, das verzeichnet wurde - und 67 Prozent der Korallen in diesem Gebiet starben. Bleichereignisse betrafen das zentrale und südliche Riff in den Jahren 1998 und 2002, was bedeutet, dass die Mehrheit der 134.000 Quadratkilometer des Great Barrier Reef in den letzten 20 Jahren massiv gebleicht wurde. Wenn der totale Tod das Great Barrier Reef - das weltweit größte Ökosystem für Korallenriffe - treffen würde, würde die australische Wirtschaft 5,7 Milliarden Dollar verlieren.

"Die Leute wissen nicht, dass die Dinge, die wir am Leben erhalten wollen, von der Größe Italiens sind", sagte Brett Lewis, ein Meeresforscher an der Queensland University of Technology in Brisbane, per Telefon. Lewis erforscht die Mechanik der Korallenbleiche - wie das Schritt für Schritt geschieht.

Beim Bleichen werden Korallen nicht immer abgetötet. Es ist eine Überlebenstaktik, die von Zooxanthellat-Korallen angewandt wird - Arten, die Nährstoffe aus Algen trinken, die in ihren Polypen eingebettet sind. Wenn die Algen einer andauernden Erwärmung oder einem anderen Stress ausgesetzt sind, bricht ihre Photosynthese zusammen, und gefährliche Substanzen, sogenannte "reaktive Sauerstoffspezies", treten wie Giftmüll auf.

Die Korallen reagieren mit dem Ausstoßen der Algen - und das kann gewalttätig sein! Als Lewis und seine Kollegen Heliofungia actiniformis, einer Pilzkoralle, längeren Hitzeperioden in einem Laborbecken aussetzen, reagierten die Lebewesen, indem sie sich während der Algenräumung wie Ballons ausdehnten und zusammenzogen.

"Stellen Sie sich vor, Sie oder ich sitzen nur da, und plötzlich ist unser Gewebe auf 340 Prozent unserer derzeitigen Größe aufgeblasen", sagte Lewis. „Diese Erweiterung ist sehr neu. Dies ist das erste Mal, dass es in Korallenbleiche dokumentiert wurde. "

Heliofungia actiniformis-Koralle ist thermischer Belastung ausgesetzt

Es wird jedoch nicht der letzte sein. Korallen können sich vom Bleichen erholen, sobald die Temperaturen fallen und sich die Algenpopulationen erholen. (Die Koralle in Lewis 'Experiment hat sich erholt und ist heute noch am Leben).

Erhöhte Meerestemperaturen, die durch die globale Erwärmung verursacht werden, bedeuten jedoch, dass Algen und Korallen weniger Zeit haben, sich zwischen den Bleichvorgängen zu erholen. Deswegen starben Korallen in Scharen, als El Nino Anfang 2016 das nördliche Great Barrier Reef traf.

Schauen Sie genauer hin und es entsteht ein Muster. Das schlimmste Gemetzel ist tendenziell mit Korallen im flachen Wasser verbunden, was weltweit zu beobachten ist. Laut einem Bericht des Global Coral Reef Monitoring Network ist bereits ein Fünftel der flachen Wasserriffe der Welt umgekommen. Rogers und andere sagen voraus, dass Massenbleichereignisse für die meisten Flachwasserkorallen einmal oder zweimal im Jahr bis 2050 eintreten werden.

Eine schreckliche Vorhersage, es sei denn natürlich, die Korallen werden abgeholt und gehen.

Wenn die Temperaturen hoch werden, können die Korallen niedrig werden?

Als Nemo und Nomad tiefer in den Atlantik eintauchten, vertiefte sich das Blau, während das Meerwasser die Rot-, Orangen- und Gelbtöne im Sonnenlicht leichter absorbierte. Stellen Sie sich die Schatten zwischen Nacht und Morgenrot vor, und Sie werden die Farbe kennen.

Wir hatten uns in die mesophotische Zone gewagt - eine kältere, thermisch stabilere Region, die als Zufluchtsort für die vom Bleichen betroffenen Korallen dienen könnte.

Diese Dämmerungszone, die sich 131 bis über 500 Fuß unter Wasser befindet, entgeht den Erwärmungsgewässern und anderen anthropogenen Bedrohungen wie dem Abfluss von Abfällen, die dazu neigen, sich nahe der Meeresoberfläche zu sammeln. Die meisten mesophotischen Korallenriffe sind vor 18.000 Jahren auf kontinentalen Hängen geblieben, als der Meeresspiegel 400 Meter niedriger war als heute. Im Gegensatz zu Oberflächenkorallen sind mesophotische Arten eine Mischung aus denjenigen, die von Algen und Korallen abhängig sind, die sich von anderen Meeresbewohnern ernähren.

Alle Korallen fangen als kleine Larven an, die von Strömungen umspült werden, bevor sie sich an einer einzigen Stelle festsetzen. Wissenschaftler wie Rogers untersuchen die Riffkonnektivität - das Ausmaß, in dem auch Riffarten mit flachem Wasser in der mesophotischen Zone vorkommen. Mesophotische Riffe könnten in Krisenzeiten als Migrationsstationen für Flachwasserkorallen und -fische fungieren, die als Tiefwasser-Refugien-Hypothese bekannt sind.

Magee knipste die Lichter von Nomad an und enthüllte einen Korallengarten, der sich über den stark abfallenden Bermudas erstreckt. Wir sahen Unmengen von Schmetterlingsfischen und rosa Roughtongue-Bass, der durch verdrehte Drahtkorallen schwimmte, gorgonische Seefächer und Hydrokorale - eine Art unregelmäßiger Seefächer. Neongrüne Muränen steckten ihren Hals vom Meeresboden. Oh schau! Ein Pantoffelhummer!

Die Tauchboote sind mit einer Filmausrüstung ausgestattet, damit die Forscher die Biodiversität dokumentieren können. Jeder hat einen Laser mit niedriger Leistung, der als Unterwasserlineal dient. Durch das Pulsieren in den Meeresboden beurteilt der Laser die physikalische Perspektive, sodass das Team die Größe von Fischen und Korallen messen kann.

Ein fünf Meter langer Hundehai schoss hinter einer natürlichen Brücke hervor und schoss davon. Sein Aufbruch wirft eine Frage auf: Wie erfasst diese Umfrage die ganze Vielfalt des Lebensraums, wenn so viele Kreaturen davonlaufen?

Die Antwort ist Umwelt-DNA. Rogers erklärte das Konzept per Funk, als Nemo in einer Tiefe von 850 Fuß neben uns segelte.

"Die Idee ist, wenn Tiere und andere Organismen in der Umgebung vorhanden sind, setzen sie Zellen frei", sagte Rogers. Hautzellen, Schuppen und Poop bleiben zurück, mit DNA-Packungen. Stellen Sie sich vor, Sie stecken Ihre Hand in ein großes Glas Wasser und ein paar Zellen fallen von Ihrer Hand. Wissenschaftler können dieses Wasser nehmen und sequenzieren. Zu diesem Zweck hängen lange Plastikflaschen vom Bug des Nomad.

Später werden die Biosurvey-Daten gesammelt und vom Nekton-Forschungsteam ausgetauscht. Gretchen Goodbody-Gringley, Riffökologin am Bermuda Institute of Ocean Sciences, arbeitet an dem Projekt mit. Während Rogers und ich am Meeresboden entlangrollten, führten Goodbody-Gringley und ein Team von Project Baseline-Tauchern ähnliche Untersuchungen näher an der Oberfläche durch.

"Alex hat früher in tiefen Korallen gearbeitet und ist jetzt zu Mesophoten geworden, während ich in flachen Tiefen angefangen habe und zu Mesophoten übergegangen bin", sagte Goodbody-Gringley. "Also konvergieren wir gewissermaßen."

Die diversen Doppelschlauch-Tanks sehen aus wie eine Erfindung von Jacques Cousteau, aber die Ausrüstung ist tatsächlich ein hochmodernes Rebreather-System, das die Luft, die sie ausatmen, recycelt. Es erlaubt extra lange Tauchgänge, die von mit Ventilatoren angetriebenen Scootern unterstützt werden.

"Wenn wir nur die 300-Fuß-Durchschnitte machen und direkt hochkommen würden, müssten wir etwa drei Stunden lang dekomprimieren", sagte Todd Kincaid, Direktor von Project Baseline, später auf dem Schiffsdeck. Mit dem Roller können die Taucher jedoch mit einer Geschwindigkeit von 1,5 Meilen pro Stunde reisen und dem sanften Abhang des Meeresbodens folgen, während sie Beobachtungen in einer Tiefe von 300, 200, 100 und 50 Fuß sammeln. Der Vorgang dauert ungefähr drei Stunden, sodass er während der Arbeit dekomprimieren kann.

Zusammen bieten die umweltbezogene DNA-Sequenzierung und visuelle Erhebungen ein umfassendes Bild der Biodiversität der Bermudas und der Verbindung zwischen flachen und mesophotischen Lebensräumen.

Rückkehr in die Realität

So, das war es? Mesophotische Korallen zur Rettung! Nicht so schnell.

"Wir wissen immer noch nicht wirklich, wo all diese Riffe sind, was dort lebt und wie diese Gemeinschaften funktionieren", sagte Daniel Holstein, ein Korallenriff-Ökologe des Duke Marine Lab, der mit Nekton nicht verbunden ist.

Holstein unterstützt die sogenannte "Deep Riff Refugia" -Hypothese. Seine Forschungen haben ergeben, dass tiefere Korallen mehr Eier pro Polypen produzieren, verglichen mit Flachwasserkorallen.

In einigen Gebieten sind tiefe und flache Korallen jedoch nicht durch Meeresströmungen miteinander verbunden, sodass die Larvenwanderung auf natürliche Weise unmöglich ist. Die Forscher denken darüber nach, bestimmte Korallenarten in einem Labor aufzubauen und sie wieder in mesophotische Zonen zu bringen. Aber zuerst müssen sie wissen, wo Arten schon überleben können. Es ist jedoch klar, dass einige flache Wasserspezies - elegante, schlaksige Elchhörner - die Migration nicht schaffen können, sagte Holstein. Sie sind zu stark auf Algen und Sonnenlicht angewiesen.

Dies ist in der Karibik der Fall, sagte der Korallenriff-Ökologe Tyler Smith der Universität der Jungferninseln. Ein Bleichereignis und eine Krankheit von 2005 haben die Vielfalt oberflächennaher Korallen gefährdet. Smith sagt, Elkhorn- und Hirschhornkorallen seien stark zurückgegangen.

Sein Team berichtete im vergangenen Jahr, dass auch mesophotische Riffe in der Nähe der Jungferninseln zum Bleichen neigen. Aufgrund der Form des Meeresbodens können Meeresströmungen warmes Oberflächenwasser nach unten drücken, wodurch mesophotische Korallen während Hitzewellen gefährdet werden. Die Beobachtung legt nahe, dass die Hypothese für tiefe Riff-Refugien nur ortsabhängig gelten kann. Frühere Beobachtungen im östlichen Pazifik in der Nähe von Panama haben gezeigt, dass mesophotische Feuerkorallen nach einer Vielzahl von El Niño-Ereignissen, die die Bevölkerung verwüsteten, wieder flach besiedelte. Beispielsweise wurden Feuerkorallen in der Nähe von Panama an einem Punkt 2500 Jahre lang ausgelöscht und anschließend zurückgegeben.

Smith glaubt, dass die Hypothese eine Bearbeitung benötigt. Es ist nicht so kalt und tief im Vergleich zu warmem und flachem Überleben der Korallen. Es ist die Änderung relativ zur regulären Temperatur.

"Was Sie wirklich brauchen, sind Umgebungen, die im Vergleich zu ihren durchschnittlichen Bedingungen konstant kühl bleiben", sagte Smith. Wenn sich Korallen also bereits an wiederholte Temperaturschwankungen in einem bestimmten Gebiet angepasst haben, können diese Riffe durch den zukünftigen Klimawandel bestehen bleiben. Warum sich Goodbody-Gringley, Rogers, Nekton und Ligen von Ökologen auf der ganzen Welt aufhalten, um herauszufinden, welche Korallenökosysteme am anfälligsten sind.

Wenn Nemo und Nomad den Meeresboden verlassen, treten die Korallenwälder in den Hintergrund, aber die Bedenken der Wissenschaftler bleiben bestehen. Die Tauchboote rasen unsere Luftblasen an die Oberfläche. Ich verabschiede mich von den Seegurken und den Langusten. Durchbrüche in unserem Sub-Dom Die Realität kehrt zurück.

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