Einfluß von durch den Klimawandel veränderten Ökofaktoren auf verschiedene Zooxanthellen-Symbiosen im Zusammenhang mit "Bleaching"-Phänomenen
Final Report Abstract
In dem vorliegenden von der DFG geförderten Projekt wurde der Einfluss verschiedener durch den Klimawandel veränderten Umweltfaktoren (Wassertemperatur, Sonneneinstrahlung, Salinität) auf verschiedene marine Symbiosen mit Zooxanthellen untersucht. Mit Hilfe von ökophysiologischen, molekulargenetischen und morphologischen Untersuchungsmethoden konnte gezeigt werden, dass, obwohl die Koralle Heteroxenia sp. und die nudibranchiate Schnecke Phyllodesmium lizardensis die gleichen Symbiodinium-Genotypen teilen (die „strains“ C1 und C2), sie unterschiedlich auf veränderte Umweltfaktoren reagieren. Somit konnte belegt werden, dass der Wirt offensichtlich eine weit grössere Rolle spielt als vielfach angenommen. Anhand von PAM-Messungen zeigte sich, dass bei Heteroxenia die Symbionten weder durch erhöhte Wassertemperatur, noch durch erhöhte Sonneneinstrahlung nachhaltig geschädigt werden, während der Wirt Heteroxenia sp. sensitiver auf diese veränderten Umweltfaktoren reagiert und schliesslich sogar stirbt. Dies konnte auch anhand histologischer Untersuchungen bestätigt werden, da sich Wirtszellen nach dem Ende der Versuche in Lyse befanden, während Symbiodinium nach wie vor intakt erschien. Bei Phyllodesmium lizardensis reagiert der Wirt im Vergleich zu Heteroxenia weniger sensitiv, wohingegen Symbiodinium durch erhöhte Wassertemperatur und erhöhte Sonneneinstrahlung offensichtlich geschädigt werden. In diesem Holobionten liegen also offensichtlich intrazellulär andere Bedingungen vor. Die Ergebnisse der PAM- Werte konnten hier durch den histologischen Befund allerdings nicht bestätigt werden. Weder bei Phyllodesmium noch bei Heteroxenia hatten erniedrigte Salinitätswerte einen signifikanten Einfluss auf den Wirt oder den Symbionten. In keinem Versuchsansatz kam es am Ende zu einer Veränderung der Symbiodinium-Diversität durch Umwelteinfluss. „Switching“ oder „shuffling“ fanden im Untersuchungszeitraum nicht statt, die „Apaptive Bleaching Hypothesis“ konnte hier also nicht bestätigt werden. Die Foraminiferen-Art Marginopora vertebralis weist mit C3 trotz Vorkommens im gleichen Habitat einen anderen Symbiontentyp auf als Phyllodesmium und Heteroxenia. Die PAM-Werte zeigen, dass keiner der untersuchten und veränderten Umweltfaktoren einen Einfluss auf den Symbionten oder den Wirt zu haben scheinen. Ob diese Beobachtung mit dem unterschiedlichen Symbiontentyp zusammenhängt, kann noch nicht beurteilt werden. Abschliessend kann gesagt werden, dass interspezifische und parallele Untersuchungen an Nudibranchiern und ihren Futterkorallen durchaus das Potential haben, zu einem tieferen Verständnis von „bleaching“-Vorgängen beizutragen. Insbesondere die Rolle des Wirtes sollte im Licht der hier vorgelegten Untersuchungen neu bewertet werden.
Publications
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(2008): Symbiosis of „solarpowered“ Opisthobranchia with photosynthetic active units. Australian Institute of Marine Science (Townsville, Australia)
Burghardt, I.
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(2009): Biology of „solarpowered“ Opisthobranchia (Mollusca, Gastropoda): good model organisms for investigating bleaching phenomena? Centre for Marine Studies, University of Queensland (Brisbane, Australia)
Burghardt, I.
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(2009): Solarpowered opisthobranchs (Mollusca, Gastropoda) – fascinating model organisms for a marine symbiosis between invertebrates and “photosynthetic active units”. University of Sydney (Sydney, Australia)
Burghardt, I.
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(2009): Symbiosis of “solarpowered” Opisthobranchia with photosynthetic active units. University of Technology Sydney (Sydney, Australia)
Burghardt, I.
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(2009): Zooxanthellae (Symbiodinium, Dinophyceae) symbioses on coral reefs. Microbiology Australia 30: 67-71
Van Oppen, M.J.H. & Burghardt, I.
