Ein Tauchgang in die Zukunft
Unterwasseraufnahme aus dem Comau-Fjord in Chile. Der Fjord ist einer der wenigen Orte dieser Welt, an denen die Tiefseekoralle Desmophyllum dianthus auch in Tiefen von 25 Metern vorkommt Foto: Carin Jantzen, Alfred-Wegener-Institut
Der Comau-Fjord an der chilenischen Westküste ist einer der wenigen Orte der Welt, an dem die Tiefwasserkoralle Desmophyllum dianthus auch im Flachwasser vorkommt. Das allein ist jedoch nicht der Grund, warum Biologe Claudio Richter und seine Arbeitsgruppe vom Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft hier regelmäßig auf Tauchgang gehen. In den Tiefes des Fjordes herrschen schon jetzt jene Lebensbedingungen, wie sie im Zuge des Klimawandels für die Weltmeere prognostiziert werden. Auf wen Claudio Richter dabei ganz besonders schaut, erzählt er im Interview
Warum forschen Sie und ihre Arbeitsgruppe gerade am Comau-Fjord in Chile?
Der Comau-Fjord ist deshalb so interessant, weil sein Wasser eine starke Schichtung aufweist und wir in den tieferen Wasserschichten relativ angesäuertes Wasser haben. Das heißt, wir finden dort Lebensbedingungen vor, wie sie im Zuge der Ozeanversauerung für die Zukunft der Meere prognostiziert werden. Im Comau-Fjord können wir also eine Zeitreise in die Tiefe machen und gewissermaßen mit dem Fahrstuhl aus der Gegenwart in die Zukunft nach unten fahren. Außerdem wissen wir aufgrund von Aufnahmen, die ein Tauchroboter der Lachsfarmer gemacht hat, dass in diesen Wasserschichten mit niedrigem pH-Wert sehr wohl Korallen der Art Desmophyllum dianthus vorkommen und dass diese wohlmöglich auch ganz gesund und munter sind. Für uns stellt sich jetzt die spannende Frage: Wie schaffen sie das? Denn eigentlich ist die große Sorge, dass gerade die Kaltwasserkorallen besonders anfällig sind gegenüber der Ozeanversauerung. Aber stimmt das: Sind Kaltwasserkorallen wirklich so empfindlich? Sind sie die Kanarienvögel der Ozeanversauerung? Oder sind sie so robust, weil sie wie die Dicke Bertha in unserem Aquarium eben doch eine Menge fressen und gegen diese pH-Gradienten anpumpen können?
Biologe Prof. Claudio Richter, Foto: Alfred-Wegener-Institute
Welche Umstände führen dazu, dass der Fjord solche Wasserschichten mit niedrigem pH-Wert führt?
Das ist ein ganz natürlicher Prozess. Der Fjord ist ein halb abgeschlossenes System mit einem relativ geringen Wasseraustausch. Darin wird organisches Material, das auf natürlicher Weise zum Beispiel durch Flüsse eingetragen wird, durch Mikroorganismen abgebaut – und im Zuge dieses natürlichen Prozesses sinken der Sauerstoffgehalt und der pH-Wert des Wassers.
Warum vermutet man, dass Korallen von einer Versauerung der Ozeane besonders betroffen sein könnten? Welche Prozesse spielen bei diesen Überlegungen eine Rolle?
Gerade im Flachwasser und in den Tropen ist das Meerwasser normalerweise drei- bis vierfach übersättigt mit Aragonit: jenem Mineral, aus dem Korallen ihr Kalkskelett aufbauen. Wenn wir jetzt jedoch in kälteres Wasser gehen oder in tiefere Wasserschichten hinabtauchen, sinkt der Sättigungsgrad. Das heißt, wir kommen dort in den Bereich der Aragonit-Untersättigung. Für die Korallen wird es unter diesen Bedingungen immer schwieriger, ihre Kaltskelette aufzubauen. Denn wenn sie nah an der Sättigungsgrenze wachsen, müssen sie höhere Energie aufwenden, um die Kalzifizierung als den Prozess der Kalkbildung überhaupt durchführen zu können. Aus diesem Grund geht man zum einen davon aus, dass die Kaltwasserkorallen, die nah an der Sättigungsgrenze existieren, erhebliche Probleme haben, dort zu wachsen – und zum anderen, dass die Probleme natürlich umso größer werden, je näher es dann an die Untersättigung herangeht.
Übersichtskarte des Comau-Fjordes in Chile. Die Huinay-Forschungsstation ist Herberge und Ausgangspunkt der Expeditionen in die Tiefe. Karte: Antonie Haas, Alfred-Wegener-Institut
Wie muss man sich die Kalzifizierung vorstellen: Filtern die Korallen das Aragonit oder Kalziumkarbonat aus dem Wasser?
Nein, es ist kein Filtern. Die Kalzifizierung findet in einem abgeschlossenen Raum direkt unterhalb der Gewebeschichten der Koralle statt. Dort gibt es einen ganz dünnen Flüssigkeitsfilm, in dem der pH-Wert und alle anderen chemischen Bedingungen völlig anders sind als im Meerwasser. Und das schaffen die Korallen nur dadurch, dass sie in ihren Membranen eingelagerte Pumpen haben, die energiereich diese Bedingungen schaffen. Das heißt, Protonen werden herausgepumpt, Kalzium wird hineingepumpt. Diese Prozesse kosten natürlich Energie. Wir vermuten deshalb, dass eine gut ernährte Koralle eine frohe Koralle ist, die durchaus diese Leistung oder Arbeit aufbringen kann und dann tatsächlich auch in den Bereich der Sättigung oder Untersättigung hineinkommen kann, weil sie den entsprechenden energetischen Status hat. Aber das ist erst einmal nur eine Vermutung. Wir müssen jetzt zeigen, dass dem auch wirklich so ist. Deswegen ist es so wichtig, zum Fjord zu fahren und Korallen genau aus diesem Bereich der Untersättigung zu sammeln und dann experimentell festzustellen, ob sie tatsächlich in der Lage sind, diesen oder gar höheren pH-Gradienten standzuhalten - oder auch nicht.
Eine dichte Ansammlung der Kaltwasserkoralle Desmophyllum dianthus. Foto Carin Jantzen, Alfred-Wegener-Institut
Frage: Gibt es denn schon erste Anzeichen, dass sich diese Vermutung bewahrheiten könnte?
Wir haben noch keine quantitativen Daten. Es gibt die Fotos des Tauchroboters, der von den Lachsfarmen eingesetzt worden war und einfach mal tiefer geschaut hatte. Damals war die Überraschung groß, dass es in diesen Tiefen überhaupt Desmophyllum gibt. Ihre schiere Existenz in diesen Schichten, von denen wir jetzt wissen, dass sie versauert sind, deutet darauf hin, dass es für Desmophyllum nicht ganz so schwer sein kann, dort zu überleben. Wir dürfen jetzt aber nicht verallgemeinern. Zum einen wissen wir wenig über Desmophyllum, zum anderen können wir erst recht nicht von dieser auf andere Kaltwasserkorallen schließen. Aber die Kaltwasserkorallen insgesamt gelten ja als relativ erfolgreiche Gruppe. Sie sind sehr weit verbreitet und haben in der Vergangenheit schon Zeiten großer Umweltschwankungen mitgemacht. Wir gehen deshalb davon aus, dass die Tiere relativ flexibel sind und sich auch an wandelnde Umweltbedingungen anpassen können. Aber das muss natürlich alles gezeigt werden. Es kann auch sein, dass wir auch Überraschungen finden – zum Beispiel, dass die Korallen vielleicht doch sehr empfindlich sind oder dass es genetische Unterschiede gibt. Im Augenblick wissen wir das nicht.
Vielen Dank für das Gespräch.