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Korallenriffe beherbergen etwa ein Viertel der marinen Lebensformen – und sind aufgrund des Klimawandels in Gefahr, zu verschwinden. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Charité sowie der Universität Haifa haben Korallen mit Röntgenstrahlen analysiert. Dabei stießen sie auf überraschende Vorgänge.
Warum Korallen für das marine Ökosystem so entscheidend sind
Es sieht aus wie ein weißer, zusammengeknüllter Schwamm, den Katrein Sauer zwischen Daumen und Zeigefinger hält. Die Physikerin befindet sich gemeinsam mit der Mathematikerin Isabela Vitienes und dem Zahnarzt Paul Zaslansky im Labor des Charité-Instituts für Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde in Wilmersdorf. Es handelt sich bei der Probe um ein totes Stück Steinkoralle.
Was macht ein Meereslebewesen in einem Labor, in dem normalerweise Kieferknochen und Zähne analysiert werden? „Korallen bestehen genau wie Zähne aus mineralisiertem Gewebe, das sich in der Natur bildet“, sagt Paul Zaslansky. In einem Forschungsprojekt mit Meeresbiolog:innen der Universität Haifa in Israel untersucht er, wie Korallen und ihr Gewebe auf unterschiedliche Säuregehalte des Meerwassers reagieren. Da der Ozean durch den menschlichen Klimawandel zunehmend saurer wird, möchten die Wissenschaftler:innen bereits jetzt prüfen, wie gut die Korallen in den nächsten Jahrzehnten gegen die Erderwärmung gewappnet sind. Die Ergebnisse könnten auch dabei helfen, diese Tiere besser zu schützen.
Die Zukunft der Ozeane und zahlreicher Küstenregionen hängt vom Schicksal der Korallen ab. Sie beherbergen etwa ein Viertel aller Meerestiere und spielen eine entscheidende Rolle in der Nahrungskette. Durch die Bildung von Riffen wirken sie als Schutz vor Sturmfluten und schützen somit Küsten vor Überflutungen. Der Klimawandel und menschliche Einflüsse bedrohen ihre Existenz. Rohstoffkonzerne fördern in der Tiefsee Metalle wie Mangan und Kobalt, die für Batterien benötigt werden, und zerstören dabei umfangreiche Mengen an Steinkorallen. Zudem führt der Ausstoß von Kohlenstoffdioxid in die Atmosphäre dazu, dass der Ozean einen großen Teil davon natürlicherweise aufnimmt.
Bei zu hoher Aufnahme wird das für den Korallenbau benötigte Carbonat, ein Salz der Kohlensäure, reduziert. Das Meer wird saurer. Und den Tieren fehlt ein wichtiges Mineral für ihr Wachstum.
Das Forschungsteam der Charité und der Universität Haifa, geleitet von der Meeresbiologin Tali Mass und Paul Zaslansky, begann im Frühjahr 2020 mit seinem Projekt. Seitdem sammelt Mass gemeinsam mit einer Gruppe von Tauchern Korallenlarven aus dem Roten Meer und züchtet sie in Aquarien in Haifa. In einigen Behältern wachsen die Larven unter heutigen Säurebedingungen (ein pH-Wert von 8,2), während sie in anderen unter stärkerer Säure mit einem pH-Wert von 7,6 heranwachsen.
Mit dem jeweiligen Modell simulieren sie ein Szenario: die Lebensbedingungen für Korallen am Ende des 21. Jahrhunderts, falls die Emissionen von Treibhausgasen nicht erheblich sinken. Die genannte weiße Probe, die Katrein Sauer in der Hand hält, ist ein seltenes Exemplar im Labor. Sie stammt nicht aus den Aquarien in Haifa, sondern aus Französisch-Polynesien, eignet sich jedoch gut, um Einblicke in die Struktur des Skeletts von Korallen an anderen Orten der Welt zu gewinnen.
Katrein Sauer zeigt auf die zahlreichen, millimeterkleinen Krater, die die Oberfläche der Probe bedecken. Bei lebenden Korallen wachsen darin die sogenannten Polypen: Diese Tiere setzen während ihrer früheren Lebensphase das Mineral Calciumcarbonat ab, mit dem sie ihr kraterförmiges Skelett um sich herum bilden. Die Widerstandsfähigkeit dieses Kalkschutzes gegenüber dem Klimawandel hängt also vor allem von den Polypen ab.
„Wenn Korallen eine andere Form erschaffen, ist das fast wie Intelligenz“, sagt Paul Zaslansky
Um in das Innere der Skelette zu blicken, setzen Zaslansky und seine Kolleginnen auf Röntgenstrahlung am Helmholtz-Institut in Adlershof. Diese Technik ermöglicht es, die chemischen Elemente im Material zu identifizieren. Anschließend erstellen die Forscher:innen 3D-Modelle, um zu zeigen, wie genau Minerale wie Calcium sich bilden. Durch die Röntgenuntersuchung stellten die Wissenschaftler:innen fest, dass das saure Wasser nicht nur die äußeren Bereiche des wachsenden Skeletts verändert, mit denen es in Berührung kommt, sondern auch das Innere. Wie ist dies möglich?
Die Polypen jener Korallen, die in saurem Wasser gewachsen sind, besaßen ein kleineres Skelett im Vergleich zu denjenigen Organismen, die unter den heutigen Bedingungen mit einem pH-Wert von 8,2 gezüchtet wurden. Gleichzeitig bildeten diese Polypen jedoch Bereiche im Skelett mit einer höheren Dichte aus. Für Zaslansky ist dies eine überraschende Erkenntnis: „Wenn das Tier, das unter sauren Bedingungen wächst, eine andere Struktur bildet, wirkt das fast wie Intelligenz. Es reagiert auf seine Umgebung.“
Die Ergebnisse könnten erklären, warum Korallen bereits in den vergangenen Millionen Jahren Hitze- und Kältephasen standgehalten haben. Es deutet auch darauf hin, dass Korallen im Rahmen der globalen Erwärmung eine gewisse Widerstandsfähigkeit entwickeln könnten. Denn ein erhöhter Säuregrad ist typisch für die Meeresbedingungen unter dem Einfluss des Klimawandels. Eine höhere Dichte würde bedeuten, dass sie besser gegen Einflüsse wie Säure und auch Wärme geschützt sind.
Ein echter Grund zur Erleichterung ist das jedoch nicht. Das Ökosystem der Korallen ist zu komplex, um bereits jetzt genau vorhersagen zu können, wie stark der Klimawandel die Lebewesen am Ende des 21. Jahrhunderts tatsächlich bedrohen wird. Den Wissenschaftler:innen der Charité und der Universität Haifa steht noch viel Arbeit bevor.
Die Charité ist nicht die einzige Einrichtung, die interessante Projekte durchführt:Forschungseinrichtungen in Berlin von der Robert Koch Institut bis zur Brauerei-Versuchsanstalt. Auch spannend ist, an was das Max Delbrück Center bereits seit einigen Jahren forscht:Viren im Abwasser: Kann man damit die nächste Pandemie vorhersagen?Im November findet erneut die Science Week statt – wer nicht so lange warten möchte:Das waren die aufregendsten Veranstaltungen der Berlin Science Week 2025. Wer sich für Ernährung, Landwirtschaft und Umweltthemen interessiert, wird bei der Grünen Woche gut beraten sein:Alle Informationen zur Internationalen Grünen Woche 2026. Weitere spannende Wissenschaftsberichte, aktuelle Termine und Einblicke in unsere RubrikStadtleben.
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