Falscher Nebel, "re-skinning" und "Meeres-Unkrautvernichtung" könnten dazu beitragen, dass Korallenriffe überleben.

Erinn Müller sollte einen Grund zur Verzweiflung haben. Die Meeresbiologin untersucht die Gesundheit von Korallen in Florida, einem Bundesstaat, dessen Riffe durch extreme Hitze, immer heftigere Hurrikane und tödliche Infektionskrankheiten verwüstet wurden (SN: 6/15/23; SN: 9/13/23; SN: 7/9/19).

"Wir haben 98 Prozent unserer lebenden Korallenbedeckung verloren", sagt Müller vom Mote Marine Laboratory in Sarasota, Florida. Florida ist zwar am stärksten betroffen, aber nicht allein. Vom Great Barrier Reef in Australien bis in die Karibik sind Korallenriffe weltweit in Schwierigkeiten.

Aber innovative Bemühungen zum Schutz und zur Wiederherstellung von Korallenriffen heben die Hoffnungen von Müller. Sie muss nur Motes karibischen Königskrabben-Kindergarten besuchen, ein Projekt des Riff-Restaurierungsexperten Jason Spadaro. Dort werden winzige Krebstiere zu Salat liebenden Sammlern heranwachsen. Sobald sie auf nahegelegene Riffe losgelassen werden, fressen Maguimithrax spinosissimus erstickendes Seegras weg.

"Ich bin optimistisch, weil wirklich so viel Arbeit geleistet wird", um Korallenriffe wiederherzustellen, sagt Tali Vardi, Meeresbiologin und Geschäftsführerin des Coral Restoration Consortium, einer globalen Gemeinschaft von Wissenschaftlern, Managern und Restaurierungsexperten, die sich der Hilfe für Korallenriffe widmet. Obwohl die Sicherung der Zukunft von Korallenriffen letztendlich von der Eindämmung des Klimawandels abhängt, "versuchen wir, Taschen der Biodiversität" zu erhalten, die als Sprungbrett für die langfristige Erholung der Riffe dienen können.

Laut Vardi sind aufgrund der Vielfalt von Korallenriffen verschiedene Lösungen erforderlich. "Es gibt hier keine Wunderwaffe."

Weltweit versuchen Korallenbiologen alles von technologiearmer Seegrasentfernung bis hin zur technologiehochgerüsteten künstlichen Nebelproduktion, um Korallen zu schützen. Hier werfen wir einen genaueren Blick auf drei Projekte, die Forscher entwickeln, um Korallenriffe zu retten.

Im Great Barrier Reef in Australien sind es keine Krabben, die das Unkraut jäten. Es sind Freiwillige des Earthwatch Institute, einer internationalen Umweltorganisation, die unter Wasser schnorcheln und tauchen, um Makroalgen, das Unkraut des Meeres, zu entfernen. Das Ziel der Freiwilligen ist es, Teile des Riffs von einer Seegrasplage zu befreien, um zu sehen, ob dies zu einem Wiederaufleben der Korallen führt.

"Es gibt schon lange dieses Problem mit dem Anstieg von Makroalgen im Vergleich zu Korallen", sagt David Bourne. "Wenn etwas mit dem Riffökosystem nicht stimmt, verlieren die Korallen und die Makroalgen übernehmen."

Obwohl sie wie eine Mischung aus Pflanzen und Felsen aussehen, sind die harten Korallen, die Riffe bilden, tatsächlich riesige Kolonien winziger Tiere, sogenannte Korallenpolypen. Die Polypen scheiden ein hartes Skelett aus Calciumcarbonat ab und bauen so eine Unterwasserstadt auf. Winzige photosynthetische Algen, die in den Polypen leben, verleihen den Korallen ihre leuchtenden Farben und erzeugen Energie für ihre Wirte.

Seegras nimmt jedoch Platz ein und absorbiert Licht, das von den Korallen sonst genutzt werden könnte. Wenn die Zahl der Korallen aufgrund von Stressfaktoren wie Hitze oder Krankheiten abnimmt, kann sich Seegras schnell vermehren und ihren Platz einnehmen.

Bourne, ein Meeresbiologe an der James Cook University in Townsville, Australien, wollte wissen, ob das von Earthwatch durchgeführte Programm zur Seegrasentfernung erfolgreich war. Von 2018 bis 2021 schnitten Freiwillige mehrmals im Jahr Seegras von 24 Abschnitten des Riffs ab - jeweils 5 Meter mal 5 Meter -, während sie andere seegrasbeladene Bereiche unberührt ließen. Insgesamt entfernten sie erstaunliche 2.148 Kilogramm Seegras.

Zu Beginn hatten die gepflegten Parzellen nur genug Korallen, um etwa 34 Quadratmeter zu bedecken. Das Entfernen von Makroalgen von diesen Parzellen führte zu einem Gesamtgewinn von fast 203 Quadratmetern Korallenbedeckung, genug, um einen Tennisplatz zu bedecken, berichtete Bournes Team am 13. September im Journal of Applied Ecology. Diese Veränderung wurde in den ungeschnittenen Parzellen nicht beobachtet.

"Es ist nicht überraschend, dass wir eine gewisse Erholung gesehen haben", sagt Bourne. "Überraschend war die Menge der Erholung und wie schnell sie passierte." Das Entfernen von Seegras ist eine einfache Möglichkeit, das Wettbewerbsgleichgewicht des Riffs zu verändern und den Korallen zu helfen, gedeihen zu können, sagt er.

Bourne hofft, dass sich die Einfachheit des Ansatzes verbreiten wird. "Der Vorteil von Seegrasentfernung ist, dass sie wirklich technologiearm ist; jeder kann es tun", sagt er. Außerdem neigt Seegras dazu, ein Problem in Riffen zu sein, die nahe der Küste liegen und den lokalen Gemeinschaften bekannt sind. "Es gibt also aktive Gruppen, die daran interessiert sind zu helfen."

Obwohl es makaber klingen mag, können die Calciumcarbonat-Skelette toter Riffe als wichtige Gerüste dienen, damit neue Korallen gedeihen können. Das "Wiederhäuten" eines toten Riffs nutzt Korallenmikrofragmente, kleine Stücke von Korallenpolypen. Das Wachsen von Mikrofragmenten im Labor und ihre anschließende Verpflanzung auf Riffskelette kann das Ökosystem eines toten Riffs in gewisser Weise wieder zum Leben erwecken.

David Vaughan discovered the restorative potential of coral microfragments through what he calls a “eureka mistake.” Vaughan, formerly executive director of Mote and now head of the nonprofit Plant A Million Corals in Summerland Key, Fla., accidentally broke off shards of a branching coral while moving it to a new tank. Some coral polyps remained on the bottom of the tank. Vaughan assumed the tiny animals wouldn’t survive. But when he checked on them about two weeks later, he saw instead that they had quickly grown and multiplied.

Large corals grow slowly, Muller says, because they have to put a lot of energy into creating more of their calcium carbonate skeleton. If you instead affix multiple microfragments, consisting of a thin skeletal layer with a small bit of live coral tissue on top, near each other on a hard surface, they grow rapidly and fuse together. Mote scientists “hacked the biology of a lot of these slow-growing species to encourage them to put a lot of their resources into creating tissue faster,” Muller says.

A 2018 study found that microfragments of the mountainous star coral (Orbicella faveolata) grew 10 times as much tissue over a 31-month period as the normal, larger fragments that were previously used for reef restoration. For every square centimeter of coral that was planted at the beginning of the experiment, microfragments grew an average of 3.38 square centimeters of new tissue, while larger fragments grew only 0.35 square centimeters. Ocean plantings of coral microfragments have since withstood disease, bleaching and hurricanes, and grown large enough to reproduce within several years.

“Spawning after five years,” Spadaro says, “was definitely a game changer in terms of restoration.” Re-skinning with microfragments can give you functional reef ecosystems in a fraction of the time as previous methods. Mote scientists have since shared their knowledge with others working to restore corals around the world, such as in Hawaii and the Caribbean.

Bleaching is the dramatic outcome of great hardship; pushed to the brink by extreme stress, a strained coral belches out its symbiotic photosynthetic algae, turning stark white and losing its primary food source. Excessive heat is the most common culprit, but it’s not the only one.

Excess light can lead to bleaching, too, says Peter Butcherine, a biologist at Southern Cross University in Coffs Harbour, Australia. Too much light during photosynthesis, performed by the corals’ algae partners, leads to an abundance of toxic oxygen-containing molecules that are highly reactive and can cause cell death. Protecting corals from too much sun exposure can help prevent bleaching, but “you can’t roll out thousands of square meters of shade cloth” to shield an area the size of the Great Barrier Reef, Butcherine says.

Instead, Butcherine and others have turned to a more ephemeral approach: creating fog. “It’s essentially a sea mist,” Butcherine says. Though misting the entire Great Barrier Reef isn’t feasible, marine fog could be used to protect sensitive parts of the reef during the time of day when sunlight is at its harshest.

Butcherine and colleagues showed that shading corals for just four hours a day can delay bleaching even when water temperatures are high, such that corals could withstand three extra weeks of bleaching-level heat. The results of that laboratory study were published in the Sept. 20 Frontiers in Marine Science. This delay could help corals hold on to their algal partners until the environment around them cools.

Because it’s still being developed, marine fogging is quite expensive; it requires large arrays of misters mounted to ships. But Butcherine is excited by the potential of using solar power, including sun-powered drones mounted with misters, to implement the technique at a wider scale, and even at other reefs around the world.

 “I’m optimistic that we can make a difference,” Butcherine says.

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