Auswirkungen der Ozeanversauerung auf die Kalzifizierung der riffbildenden Kaltwasserkoralle Lophelia pertusa (Scleractinia)
Final Report Abstract
L. pertusa wurde in Experimenten unter natürlichen und manipulierten Bedingungen bezüglich ihrer Reaktionen auf ein breites Spektrum an ökophysiologischen Parametern (Nahrungsaufnahme, Atmung, Wachstum, Fitness und Verhalten) untersucht. Während zwei Forschungsfahrten wurden mit dem bemannten Tauchboot JAGO lebende Korallenstöcke von L. pertusa an zwei norwegischen Kaltwasserkorallenriffen (Oslofjord und Sula Riffkomplex) entnommen und in eine eigens am IFM-GEOMAR errichtete geschlossene Kreislaufanlage überführt. Der Effekt des Temperaturanstiegs (Ozeanerwärmung) auf den Sauerstoffverbrauch, die Fitness und das Verhalten von L. pertusa wurde durch eine Kombination aus Kurz- und Langzeitexperimenten erforscht. Die Studie zeigte, daß bei einer natürlichen Temperatur von 7,5 °C L. pertusa eine niedrige Respirationsrate von ca. 0,3 µmol O2 g-1 h-1 aufweist. Allerdings ist bereits eine relativ geringe Temperaturerhöhung (+ 3,5 °C) ausreichend, um die Respirationsrate um bis zu 58 % zu erhöhen. Ein hoher Q10-Wert von 3,7 ± 0,7 dieser Korallen und signifikant erniedrigte RNA/DNA-Verhältnisse in Korallenpolypen welche für zwei Wochen unter erhöhten Temperaturen (11 °C) gehältert wurden, lassen erkennen, daß L. pertusa empfindlich gegenüber geringen Temperaturveränderungen ist, selbst wenn Verhaltensanalysen eine gewisse Akklimatisierung nahelegen. Die Kalzifizierungsrate gesamter L. pertusa-Stöcke war relativ gering, lag mit durchschnittlich 8,7 x 10-3 % d-1 allerdings innerhalb der für diese Art beschriebenen großen Bandbreite und variierte außerdem je nach angewandter Messmethode und Zeit. Interessanterweise zeigten Korallen welche ad libitum gefüttert wurden keine Abhängigkeit zwischen der Futterqualität/-quantität und dem Wachstum. Dies deutet auf eine gewisse Regulationsfähigkeit des Fraßmechanismus hin und könnte außerdem bedeuten, daß Kalzifizierung eher von einem metabolischen Grundumsatz als vom spezifischen Nahrungsangebot abhängt. Der Einfluss steigendender CO2-Konzentrationen (Ozeanversauerung) auf die Wachstumsraten und Fitness von L. pertusa wurde in einem Kurz- und Langzeit-Experiment erfolgreich untersucht. Die Studie zeigte zum ersten Mal, daß L. pertusa unter Langzeiteinfluss erhöhter CO2-Konzentrationen in der Lage ist, ihre Wachstumsraten aufrechtzuhalten, während diese unter Kurzzeiteinfluss signifikant abnahmen. Selbst in für Aragonit untersättigtem Seewasser (ΩAr < 1) konnte Nettowachstum erhalten werden. Diese Ergebnisse legen daher nahe, daß Kaltwasserkorallenriffe, welche bereits gegen Ende des Jahrhunderts mehrheitlich in untersättigtem Seewasser liegen werden, eventuell weniger vom Aussterben bedroht sind, als bisher vermutet. Die Tatsache, daß allerdings bereits eine Temperaturerhöhung von 3 °C für die Fitness von L. pertusa von höherer Relevanz scheint als eine Verdopplung des pCO2 verweist auf das Problem synergistischer Einflüsse zwischen Ozeanerwärmung und Ozeanversauerung und betont die Wichtigkeit zukünftiger Langzeit-Experimente. Die Ergebnisse hinsichtlich Temperaturstress waren z.T. erwartet. Umso überraschender waren allerdings die Ergebnisse unter CO2-Stress im Langzeitversuch, da dies die erste Studie ist, welche an einer Korallenart positive Wachstumsraten unter simulierter Ozeanversauerung aufzeigte.
Publications
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(2011). Influence of Anthropogenic Climate Change on the Ecophysiology of the Cold-Water Coral Lophelia pertusa. PhD thesis, IFM-GEOMAR, Christian-Albrechts-University Kiel, 236 pp.
Form A
