Korallenriff -Coral reef

Meereslebensräume
Blauer Linckia-Seestern.JPG
Biodiversität eines Korallenriffs

Ein Korallenriff ist ein Unterwasserökosystem , das durch riffbildende Korallen gekennzeichnet ist . Riffe bestehen aus Kolonien von Korallenpolypen , die durch Kalziumkarbonat zusammengehalten werden . Die meisten Korallenriffe sind aus Steinkorallen aufgebaut , deren Polypen sich in Gruppen ansammeln.

Korallen gehören zur Klasse der Anthozoen im Tierstamm Cnidaria , zu dem auch Seeanemonen und Quallen gehören . Im Gegensatz zu Seeanemonen scheiden Korallen harte Karbonat- Außenskelette aus , die die Koralle stützen und schützen. Die meisten Riffe wachsen am besten in warmem, flachem, klarem, sonnigem und bewegtem Wasser. Korallenriffe tauchten erstmals vor 485 Millionen Jahren auf, zu Beginn des frühen Ordoviziums , und verdrängten die Mikroben- und Schwammriffe des Kambriums .

Flache Korallenriffe werden manchmal als Regenwälder des Meeres bezeichnet und bilden einige der vielfältigsten Ökosysteme der Erde. Sie nehmen weniger als 0,1 % der Meeresfläche der Welt ein, etwa die Hälfte der Fläche Frankreichs, bieten jedoch mindestens 25 % aller Meeresarten ein Zuhause , darunter Fische , Weichtiere , Würmer , Krebstiere , Stachelhäuter , Schwämme , Manteltiere und andere Nesseltiere . Korallenriffe gedeihen in Meeresgewässern, die nur wenige Nährstoffe liefern. Sie kommen am häufigsten in flachen Tiefen tropischer Gewässer vor, aber in anderen Gebieten gibt es Tiefwasser- und Kaltwasserkorallenriffe in kleinerem Maßstab.

Korallenriffe sind seit 1950 um 50 % zurückgegangen, teilweise weil sie empfindlich auf Wasserbedingungen reagieren. Sie sind durch überschüssige Nährstoffe (Stickstoff und Phosphor), den steigenden Wärmegehalt und die Versauerung der Ozeane , Überfischung (z. B. durch Sprengfischen , Zyanidfischen , Speerfischen beim Tauchen ), die Verwendung von Sonnenschutzmitteln und schädliche Landnutzungspraktiken, einschließlich Abfluss und Sickerwasser , bedroht (z. B. aus Injektionsbrunnen und Senkgruben).

Korallenriffe liefern Ökosystemleistungen für Tourismus, Fischerei und Küstenschutz . Der jährliche weltweite wirtschaftliche Wert von Korallenriffen wurde auf 30 bis 375 Milliarden US-Dollar (Schätzungen von 1997 und 2003) über 2,7 Billionen US-Dollar (Schätzung von 2020) bis 9,9 Billionen US-Dollar (Schätzung von 2014) geschätzt.

Formation

Siehe auch: Saumriff , Atoll und Die Struktur und Verteilung von Korallenriffen

Die meisten Korallenriffe wurden nach der letzten Eiszeit gebildet , als schmelzendes Eis den Meeresspiegel ansteigen ließ und die Festlandsockel überschwemmte . Die meisten Korallenriffe sind weniger als 10.000 Jahre alt. Als sich Gemeinschaften etablierten, wuchsen die Riffe nach oben und schritten mit dem Anstieg des Meeresspiegels voran . Riffe, die zu langsam ansteigen, könnten ohne ausreichendes Licht ertrinken. Korallenriffe findet man in der Tiefsee abseits der Festlandsockel , um ozeanische Inseln und Atolle herum . Die meisten dieser Inseln sind vulkanischen Ursprungs. Andere haben tektonischen Ursprung, wo Plattenbewegungen den Tiefseeboden angehoben haben.

In Die Struktur und Verteilung von Korallenriffen legte Charles Darwin seine Theorie der Bildung von Atollriffen dar, eine Idee, die er während der Reise der Beagle hatte . Er stellte die Theorie auf, dass Hebung und Senkung der Erdkruste unter den Ozeanen die Atolle bildeten. Darwin legte eine Abfolge von drei Stadien bei der Atollbildung fest. Um eine erloschene Vulkaninsel bildet sich ein Saumriff, wenn die Insel und der Meeresboden absinken. Während die Absenkung weitergeht, wird das Saumriff zu einem Barriereriff und schließlich zu einem Atollriff.

  • Darwins Theorie beginnt mit einer Vulkaninsel, die erlischt

    Darwins Theorie beginnt mit einer Vulkaninsel , die erlischt

  • Wenn die Insel und der Meeresboden absinken, bildet das Korallenwachstum ein Saumriff, oft einschließlich einer flachen Lagune zwischen dem Land und dem Hauptriff.

    Wenn die Insel und der Meeresboden absinken, bildet das Korallenwachstum ein Saumriff , oft einschließlich einer flachen Lagune zwischen dem Land und dem Hauptriff.

  • Wenn die Absenkung weitergeht, wird das Saumriff zu einem größeren Barriereriff, das weiter vom Ufer entfernt ist, mit einer größeren und tieferen Lagune im Inneren.

    Wenn die Absenkung weitergeht, wird das Saumriff zu einem größeren Barriereriff, das weiter vom Ufer entfernt ist, mit einer größeren und tieferen Lagune im Inneren.

  • Letztendlich sinkt die Insel unter das Meer und das Barriereriff wird zu einem Atoll, das eine offene Lagune umschließt.

    Letztendlich sinkt die Insel unter das Meer und das Barriereriff wird zu einem Atoll , das eine offene Lagune umschließt.

Darwin sagte voraus, dass sich unter jeder Lagune eine Grundgesteinsbasis befinden würde , die Überreste des ursprünglichen Vulkans. Nachfolgende Forschungen unterstützten diese Hypothese. Darwins Theorie folgte aus seinem Verständnis, dass Korallenpolypen in den Tropen gedeihen, wo das Wasser aufgewühlt ist, aber nur in einem begrenzten Tiefenbereich leben können, der knapp unterhalb der Ebbe beginnt . Wo es die Höhe der darunter liegenden Erde zulässt, wachsen die Korallen entlang der Küste zu Saumriffen und können schließlich zu einem Barriereriff heranwachsen.

Die Bildung eines Saumriffs kann zehntausend Jahre dauern, und ein Atoll kann bis zu 30 Millionen Jahre dauern.

Wo der Boden ansteigt, können Saumriffe um die Küste herum wachsen, aber Korallen, die über den Meeresspiegel gehoben werden, sterben ab. Wenn das Land langsam absinkt, halten die Saumriffe Schritt, indem sie auf einer Basis älterer, toter Korallen nach oben wachsen und ein Barriereriff bilden, das eine Lagune zwischen dem Riff und dem Land umschließt. Ein Barriereriff kann eine Insel umgeben, und sobald die Insel unter den Meeresspiegel sinkt, hält ein ungefähr kreisförmiges Atoll aus wachsenden Korallen weiterhin mit dem Meeresspiegel Schritt und bildet eine zentrale Lagune. Barriereriffe und Atolle bilden normalerweise keine vollständigen Kreise, sondern werden stellenweise von Stürmen durchbrochen. Wie der Anstieg des Meeresspiegels kann ein schnell abfallender Boden das Korallenwachstum überwältigen und die Korallen und das Riff töten, was auf das sogenannte Korallenertrinken zurückzuführen ist . Korallen, die auf Zooxanthellen angewiesen sind, können sterben, wenn das Wasser aufgrund der verringerten Lichteinwirkung zu tief wird, als dass ihre Symbionten ausreichend Photosynthese betreiben könnten.

Die beiden Hauptvariablen, die die Geomorphologie oder Form von Korallenriffen bestimmen, sind die Art des Substrats , auf dem sie ruhen, und die Geschichte der Änderung des Meeresspiegels relativ zu diesem Substrat.

Das etwa 20.000 Jahre alte Great Barrier Reef bietet ein Beispiel dafür, wie sich Korallenriffe auf Festlandsockel gebildet haben. Der Meeresspiegel war damals 120 m (390 ft) niedriger als im 21. Jahrhundert. Als der Meeresspiegel stieg, drangen das Wasser und die Korallen in die ehemaligen Hügel der australischen Küstenebene ein. Vor 13.000 Jahren war der Meeresspiegel auf 60 m (200 ft) niedriger gestiegen als heute, und viele Hügel der Küstenebenen waren zu kontinentalen Inseln geworden . Als der Meeresspiegel weiter stieg, überstieg das Wasser die meisten kontinentalen Inseln. Die Korallen könnten dann die Hügel überwuchern und Cays und Riffe bilden. Der Meeresspiegel am Great Barrier Reef hat sich in den letzten 6.000 Jahren nicht wesentlich verändert. Das Alter der lebenden Riffstruktur wird auf 6.000 bis 8.000 Jahre geschätzt. Obwohl sich das Great Barrier Reef entlang eines Festlandsockels und nicht um eine Vulkaninsel gebildet hat, gelten Darwins Prinzipien. Die Entwicklung wurde im Barrier-Riff-Stadium gestoppt, da Australien nicht untergehen wird. Es bildete das größte Barriereriff der Welt, 300–1.000 m (980–3.280 ft) vom Ufer entfernt und erstreckte sich über 2.000 km (1.200 mi).

Gesunde tropische Korallenriffe wachsen horizontal um 1 bis 3 cm (0,39 bis 1,18 Zoll) pro Jahr und vertikal um 1 bis 25 cm (0,39 bis 9,84 Zoll) pro Jahr; Sie wachsen jedoch aufgrund ihres Bedarfs an Sonnenlicht nur in Tiefen von weniger als 150 m (490 ft) und können nicht über dem Meeresspiegel wachsen.

Material

Wie der Name schon sagt, bestehen Korallenriffe aus Korallenskeletten von größtenteils intakten Korallenkolonien. Wenn andere in Korallen vorhandene chemische Elemente in die Kalziumkarbonatablagerungen eingebaut werden, wird Aragonit gebildet. Muschelfragmente und die Überreste von Korallenalgen wie der grünsegmentierten Gattung Halimeda können jedoch die Fähigkeit des Riffs erhöhen, Schäden durch Stürme und andere Bedrohungen zu widerstehen. Solche Mischungen sind in Strukturen wie dem Eniwetok-Atoll sichtbar .

Typen

Seit Darwin die drei klassischen Riffformationen identifizierte – das Saumriff um eine Vulkaninsel, das zu einem Barriereriff und dann zu einem Atoll wurde – haben Wissenschaftler weitere Rifftypen identifiziert. Während einige Quellen nur drei finden, listen Thomas und Goudie vier „Hauptarten von Korallenriffen im großen Maßstab“ auf – das Saumriff, das Barriereriff, das Atoll und das Tafelriff – während Spalding et al. Listen Sie fünf "Haupttypen" auf - das Saumriff, das Barriereriff, das Atoll, das "Bank- oder Plattformriff" und das Patchriff.

Fringing Riff

Fringing Riff
Saumriff bei Eilat an der Südspitze Israels
Hauptartikel: Saumriff

Ein Saumriff, auch Küstenriff genannt, ist direkt an einer Küste befestigt oder grenzt an eine dazwischenliegende schmale, flache Rinne oder Lagune. Es ist der häufigste Rifftyp. Saumriffe folgen den Küsten und können sich über viele Kilometer erstrecken. Sie sind normalerweise weniger als 100 Meter breit, aber einige sind Hunderte von Metern breit. Saumriffe bilden sich zunächst bei Niedrigwasser an der Küste und dehnen sich mit zunehmender Größe seewärts aus. Die endgültige Breite hängt davon ab, wo der Meeresboden beginnt, steil abzufallen. Die Oberfläche des Saumriffs bleibt im Allgemeinen auf derselben Höhe: knapp unter der Wasserlinie. Bei älteren Saumriffen, deren äußere Bereiche weit ins Meer vorgeschoben sind, wird der innere Teil durch Erosion vertieft und bildet schließlich eine Lagune . Saumrifflagunen können über 100 Meter breit und mehrere Meter tief werden. Wie das Saumriff selbst verlaufen sie parallel zur Küste. Die Saumriffe des Roten Meeres gehören zu den am besten entwickelten der Welt und treten an allen Ufern auf, mit Ausnahme von Sandbuchten.

Barriereriff

Barriereriff

Barriereriffe sind durch einen tiefen Kanal oder eine Lagune von einer Festland- oder Inselküste getrennt . Sie ähneln den späteren Stadien eines Saumriffs mit seiner Lagune, unterscheiden sich von diesem aber hauptsächlich in Größe und Herkunft. Ihre Lagunen können mehrere Kilometer breit und 30 bis 70 Meter tief sein. Vor allem die vorgelagerte äußere Riffkante entstand im offenen Wasser und nicht neben einer Küstenlinie. Es wird angenommen, dass diese Riffe wie ein Atoll entweder durch Absenken des Meeresbodens oder durch Ansteigen des Meeresspiegels entstanden sind. Die Bildung dauert erheblich länger als bei einem Saumriff, daher sind Barriereriffe viel seltener.

Das bekannteste und größte Beispiel für ein Barriereriff ist das australische Great Barrier Reef . Andere wichtige Beispiele sind das Belize Barrier Reef und das New Caledonian Barrier Reef . Barriereriffe findet man auch an den Küsten von Providencia , Mayotte , den Gambier-Inseln , an der Südostküste von Kalimantan , an Teilen der Küste von Sulawesi , im Südosten Neuguineas und an der Südküste des Louisiade-Archipels .

Plattformriff

Plattformriff

Plattformriffe, auch Bank- oder Tafelriffe genannt, können sich auf dem Festlandsockel sowie im offenen Ozean bilden, eigentlich überall dort, wo der Meeresboden nahe genug an die Meeresoberfläche ansteigt, um das Wachstum von zooxanthämischen Riffen zu ermöglichen Korallen. Plattformriffe befinden sich im südlichen Great Barrier Reef, der Swain- und Capricorn-Gruppe auf dem Festlandsockel, etwa 100–200 km von der Küste entfernt. Einige Plattformriffe der nördlichen Maskarenen sind mehrere tausend Kilometer vom Festland entfernt. Im Gegensatz zu Saum- und Barriereriffen, die sich nur seewärts erstrecken, wachsen Plattformriffe in alle Richtungen. Sie sind unterschiedlich groß und reichen von einigen hundert Metern bis zu mehreren Kilometern Durchmesser. Ihre übliche Form ist oval bis länglich. Teile dieser Riffe können die Oberfläche erreichen und Sandbänke und kleine Inseln bilden, um die sich Saumriffe bilden können. In der Mitte eines Plattformriffs kann sich eine Lagune bilden.

Plattformriffe können innerhalb von Atollen gefunden werden. Dort werden sie Patch Reefs genannt und können nur wenige Dutzend Meter im Durchmesser erreichen. Wo sich Plattformriffe auf einer langgestreckten Struktur bilden, zB einem alten, erodierten Barriereriff, können sie eine lineare Anordnung bilden. Dies ist beispielsweise an der Ostküste des Roten Meeres bei Dschidda der Fall . Bei alten Plattformriffen kann der innere Teil so stark erodiert sein, dass er ein Pseudo-Atoll bildet. Diese lassen sich nur durch detaillierte Untersuchungen, ggf. einschließlich Kernbohrungen, von echten Atollen unterscheiden. Einige Plattformriffe der Lakkadiven sind aufgrund von Wind und Wasserströmung U-förmig.

Atoll

Hauptartikel: Atoll
Entstehung eines Atolls nach Charles Darwin

Atolle oder Atollriffe sind mehr oder weniger kreisförmige oder durchgehende Barriereriffe, die sich ohne zentrale Insel ganz um eine Lagune erstrecken. Sie werden normalerweise aus Saumriffen um Vulkaninseln gebildet. Im Laufe der Zeit erodiert die Insel und sinkt unter den Meeresspiegel. Atolle können auch durch das Absinken des Meeresbodens oder das Ansteigen des Meeresspiegels entstehen. Es entsteht ein Ring aus Riffen, die eine Lagune umschließen. Atolle sind im Südpazifik zahlreich, wo sie normalerweise in der Mitte des Ozeans vorkommen, zum Beispiel auf den Karolinen , den Cookinseln , Französisch-Polynesien , den Marshallinseln und Mikronesien .

Atolle findet man im Indischen Ozean zum Beispiel auf den Malediven , den Chagos-Inseln , den Seychellen und rund um die Kokosinsel . Die gesamten Malediven bestehen aus 26 Atollen.

Andere Rifftypen oder -varianten

Ein kleines Atoll auf den Malediven
Bewohnte Insel auf den Malediven
  • Schürzenriff – kurzes Riff, das einem Saumriff ähnelt, aber stärker geneigt ist; sich von einem Punkt oder einer Halbinsel aus nach außen und unten erstreckend. Das Anfangsstadium eines Saumriffs.
  • Bankriff - isoliertes Riff mit flacher Spitze, das größer als ein Patch-Riff ist und normalerweise in mittleren Regalregionen liegt und eine lineare oder halbkreisförmige Form hat; eine Art Plattformriff.
  • Patch-Riff – gewöhnlicher, isolierter, vergleichsweise kleiner Riffaufschluss, normalerweise innerhalb einer Lagune oder einer Bucht , oft kreisförmig und von Sand oder Seegras umgeben . Kann als eine Art Plattformriff oder als Merkmal von Saumriffen, Atollen und Barriereriffen angesehen werden. Die Flecken können von einem Ring aus reduzierter Seegrasdecke umgeben sein, der als Weidehalo bezeichnet wird .
  • Ribbon Reef – langes, schmales, möglicherweise gewundenes Riff, das normalerweise mit einer Atolllagune verbunden ist. Auch Schelfkantenriff oder Schwellenriff genannt.
  • Habili – Riff spezifisch für das Rote Meer ; reicht nicht nahe genug an die Oberfläche, um eine sichtbare Brandung zu verursachen ; kann eine Gefahr für Schiffe darstellen (aus dem Arabischen für „ungeboren“)
  • Mikroatoll – Gemeinschaft von Korallenarten; vertikales Wachstum begrenzt durch durchschnittliche Gezeitenhöhe; Wachstumsmorphologien bieten eine niedrig aufgelöste Aufzeichnung von Mustern der Meeresspiegeländerung; Versteinerte Überreste können mithilfe der Radioaktivkohlenstoffdatierung datiert werden und wurden zur Rekonstruktion des holozänen Meeresspiegels verwendet
  • Cays – kleine, niedrig gelegene Sandinseln, die auf der Oberfläche von Korallenriffen aus erodiertem Material gebildet wurden, das sich anhäuft und ein Gebiet über dem Meeresspiegel bildet; kann durch Pflanzen stabilisiert werden, um bewohnbar zu werden; kommen in tropischen Umgebungen im gesamten Pazifischen , Atlantischen und Indischen Ozean (einschließlich der Karibik und am Great Barrier Reef und am Belize Barrier Reef) vor, wo sie bewohnbares und landwirtschaftliches Land bieten
  • Seamount oder Guyot – gebildet, wenn ein Korallenriff auf einer Vulkaninsel nachlässt; Die Spitzen der Seeberge sind abgerundet und Guyots sind flach; Flache Gipfel von Guyots oder Tablemounts sind auf Erosion durch Wellen, Winde und atmosphärische Prozesse zurückzuführen

Zonen

Die drei Hauptzonen eines Korallenriffs: das vordere Riff, der Riffkamm und das hintere Riff

Korallenriff-Ökosysteme enthalten unterschiedliche Zonen, die verschiedene Arten von Lebensräumen beherbergen. Normalerweise werden drei Hauptzonen erkannt: das vordere Riff, der Riffkamm und das hintere Riff (häufig als Rifflagune bezeichnet).

Die drei Zonen sind physisch und ökologisch miteinander verbunden. Riffleben und ozeanische Prozesse schaffen Möglichkeiten für den Austausch von Meerwasser , Sedimenten , Nährstoffen und Meereslebewesen.

Die meisten Korallenriffe existieren in Gewässern mit einer Tiefe von weniger als 50 m. Einige bewohnen tropische Festlandsockel, wo kein kühler, nährstoffreicher Auftrieb auftritt, wie das Great Barrier Reef . Andere findet man im tiefen Ozean, umgeben von Inseln oder als Atolle, wie zum Beispiel auf den Malediven . Die Riffe, die Inseln umgeben, bilden sich, wenn Inseln in den Ozean absinken, und Atolle entstehen, wenn eine Insel unter die Meeresoberfläche absinkt.

Alternativ unterscheiden Moyle und Cech sechs Zonen, obwohl die meisten Riffe nur einige der Zonen besitzen.

Das Wasser in der Riffoberflächenzone ist oft aufgewühlt. Dieses Diagramm stellt ein Riff auf einem Festlandsockel dar . Die Wasserwellen auf der linken Seite bewegen sich über den Boden außerhalb des Riffs, bis sie auf den Riffhang oder das Vorderriff treffen . Dann passieren die Wellen den flachen Riffkamm . Wenn eine Welle in flaches Wasser eintritt , wird sie flach , das heißt, sie wird langsamer und die Wellenhöhe nimmt zu.

Die Riffoberfläche ist der flachste Teil des Riffs. Es ist Schwankungen und Gezeiten ausgesetzt . Wenn Wellen über seichte Bereiche laufen, bilden sie Schwärme , wie im nebenstehenden Diagramm gezeigt. Dadurch wird das Wasser oft bewegt. Dies sind die genauen Bedingungen, unter denen Korallen gedeihen. Das Licht reicht für die Photosynthese durch die symbiotischen Zooxanthellen aus, und bewegtes Wasser bringt Plankton zur Ernährung der Korallen.

Der Off-Reef-Boden ist der flache Meeresboden, der ein Riff umgibt. Diese Zone tritt neben Riffen auf Festlandsockel auf. Riffe rund um tropische Inseln und Atolle fallen abrupt in große Tiefen ab und haben keinen solchen Boden. Normalerweise sandig, trägt der Boden oft Seegraswiesen , die wichtige Nahrungsgebiete für Rifffische sind.

Der Riffabfall ist auf den ersten 50 m ein Lebensraum für Rifffische, die Schutz auf der Klippe und Plankton im Wasser in der Nähe finden. Die Drop-Off-Zone gilt hauptsächlich für die Riffe, die ozeanische Inseln und Atolle umgeben.

Die Riffwand ist die Zone über dem Riffboden oder dem Riffabfall. Diese Zone ist oft das vielfältigste Gebiet des Riffs. Korallen und Kalkalgen bieten komplexe Lebensräume und schützende Bereiche wie Risse und Spalten. Wirbellose und epiphytische Algen liefern einen Großteil der Nahrung für andere Organismen. Ein gemeinsames Merkmal dieser Vorriffzone sind Sporn- und Rillenformationen , die dazu dienen, Sedimente hangabwärts zu transportieren.

Die Rifffläche ist die Fläche mit sandigem Boden, die sich hinter dem Hauptriff befinden kann und Korallenbrocken enthält. Diese Zone kann an eine Lagune grenzen und als Schutzgebiet dienen, oder sie kann zwischen Riff und Ufer liegen und ist in diesem Fall ein flaches, felsiges Gebiet. Fische neigen dazu, es zu bevorzugen, wenn es vorhanden ist.

Die Rifflagune ist eine vollständig umschlossene Region, die ein Gebiet schafft, das weniger von Wellenbewegungen betroffen ist und oft kleine Riffflecken enthält.

Die „Topographie von Korallenriffen ändert sich jedoch ständig. Jedes Riff besteht aus unregelmäßigen Flecken von Algen, ruhenden Wirbellosen und nacktem Felsen und Sand. Die Größe, Form und relative Häufigkeit dieser Flecken ändert sich von Jahr zu Jahr als Reaktion darauf die verschiedenen Faktoren, die eine Art von Patch gegenüber einer anderen bevorzugen.Wachstum von Korallen zum Beispiel führt zu ständigen Veränderungen in der feinen Struktur von Riffen.In größerem Maßstab können tropische Stürme große Teile des Riffs aushöhlen und dazu führen, dass sich Felsbrocken auf Sandflächen bewegen ."

Standorte

Standorte von Korallenriffen
Grenze für 20 °C -Isothermen . Die meisten Korallen leben innerhalb dieser Grenze. Beachten Sie die kühleren Gewässer, die durch Auftrieb an der Südwestküste Afrikas und vor der Küste Perus verursacht werden.
Diese Karte zeigt Auftriebsgebiete in Rot. Korallenriffe sind nicht in Küstengebieten zu finden, wo kältere und nährstoffreiche Auftriebe auftreten.
Siehe auch: Liste der Riffe

Korallenriffe bedecken schätzungsweise 284.300 km 2 (109.800 Quadratmeilen), knapp 0,1 % der Meeresoberfläche. Auf die indo-pazifische Region (einschließlich des Roten Meeres , des Indischen Ozeans , Südostasiens und des Pazifiks ) entfallen 91,9 % dieser Gesamtmenge. Davon entfallen 32,3 % auf Südostasien und 40,8 % auf den Pazifik einschließlich Australien . Korallenriffe im Atlantik und in der Karibik machen 7,6 % aus.

Obwohl Korallen sowohl in gemäßigten als auch in tropischen Gewässern vorkommen, bilden sich Flachwasserriffe nur in einer Zone, die sich von etwa 30° N bis 30° S des Äquators erstreckt. Tropische Korallen wachsen nicht in Tiefen von über 50 Metern (160 Fuß). Die optimale Temperatur für die meisten Korallenriffe beträgt 26–27 ° C (79–81 ° F), und nur wenige Riffe existieren in Gewässern unter 18 ° C (64 ° F). Die Riffe im Persischen Golf haben sich jedoch an Temperaturen von 13 ° C (55 ° F) im Winter und 38 ° C (100 ° F) im Sommer angepasst. 37 Arten von Steinkorallen bewohnen eine solche Umgebung rund um die Insel Larak .

Tiefseekorallen bewohnen größere Tiefen und kältere Temperaturen in viel höheren Breiten, bis nach Norwegen. Obwohl Tiefseekorallen Riffe bilden können, ist wenig über sie bekannt.

Korallenriffe sind an den Westküsten Amerikas und Afrikas selten , was hauptsächlich auf Auftrieb und starke kalte Küstenströmungen zurückzuführen ist, die die Wassertemperaturen in diesen Gebieten senken ( Peru- , Benguela- und Kanarenstrom ). Korallen sind selten entlang der Küste Südasiens zu finden – von der Ostspitze Indiens ( Chennai ) bis zu den Grenzen von Bangladesch und Myanmar – sowie entlang der Küsten des nordöstlichen Südamerikas und Bangladeschs, aufgrund der Süßwasserfreisetzung aus Amazonas und Ganges Flüsse bzw.

Koralle

Diagramm der Anatomie eines Korallenpolypen
Hauptartikel: Koralle

Zu Lebzeiten sind Korallen Kolonien kleiner Tiere, die in Kalkschalen eingebettet sind. Korallenköpfe bestehen aus Ansammlungen einzelner Tiere, die Polypen genannt werden und in verschiedenen Formen angeordnet sind. Polypen sind normalerweise winzig, aber ihre Größe kann von einem Stecknadelkopf bis zu einem Durchmesser von 30 cm reichen.

Riffbildende oder hermatypische Korallen leben nur in der photischen Zone (über 50 m), der Tiefe, bis zu der ausreichend Sonnenlicht ins Wasser eindringt.

Zooxanthellen

Korallenpolypen betreiben keine Photosynthese, haben aber eine symbiotische Beziehung mit mikroskopisch kleinen Algen ( Dinoflagellaten ) der Gattung Symbiodinium , die gemeinhin als Zooxanthellen bezeichnet werden . Diese Organismen leben im Gewebe der Polypen und liefern organische Nährstoffe, die den Polypen in Form von Glukose , Glycerin und Aminosäuren ernähren . Aufgrund dieser Beziehung wachsen Korallenriffe viel schneller in klarem Wasser, das mehr Sonnenlicht durchlässt. Ohne ihre Symbionten wäre das Korallenwachstum zu langsam, um bedeutende Riffstrukturen zu bilden. Korallen erhalten bis zu 90 % ihrer Nährstoffe von ihren Symbionten. Im Gegenzug beherbergen die Korallen als Beispiel für Gegenseitigkeit die Zooxanthellen, durchschnittlich eine Million pro Kubikzentimeter Koralle, und sorgen für eine konstante Versorgung mit Kohlendioxid, das sie für die Photosynthese benötigen.

Zooxanthellen , die mikroskopisch kleinen Algen, die im Inneren von Korallen leben, geben ihr Farbe und versorgen sie durch Photosynthese mit Nahrung
Nahaufnahme von Polypen, die auf einer Koralle angeordnet sind und mit ihren Tentakeln wedeln. Auf einem einzigen Korallenast können sich Tausende von Polypen befinden.
Korallen sind Tiere und keine Pflanzen. Sie können wie Pflanzen erscheinen, weil sie sitzend sind und auf dem Meeresboden Wurzeln schlagen. Aber im Gegensatz zu Pflanzen stellen Korallen ihre Nahrung nicht selbst her.
Tischkoralle

Die unterschiedlichen Pigmente in verschiedenen Arten von Zooxanthellen verleihen ihnen ein insgesamt braunes oder goldbraunes Aussehen und verleihen braunen Korallen ihre Farbe. Andere Pigmente wie Rot, Blau, Grün usw. stammen von farbigen Proteinen, die von den Korallentieren hergestellt werden. Korallen, die einen großen Teil ihrer Zooxanthellen verlieren, werden weiß (oder manchmal pastellfarben bei Korallen, die mit ihren eigenen Proteinen pigmentiert sind) und gelten als gebleicht , ein Zustand, der, wenn er nicht korrigiert wird, die Koralle töten kann.

Es gibt acht Clades von Symbiodinium- Phylotypen . Die meisten Untersuchungen wurden an den Kladen A–D durchgeführt. Jede Gruppe trägt ihre eigenen Vorteile sowie weniger kompatible Attribute zum Überleben ihrer Korallenwirte bei. Jeder photosynthetische Organismus hat ein spezifisches Maß an Empfindlichkeit gegenüber Lichtschäden an überlebenswichtigen Verbindungen wie Proteinen. Regenerations- und Replikationsraten bestimmen die Überlebensfähigkeit des Organismus. Phylotyp A kommt eher in seichten Gewässern vor. Es ist in der Lage, Mycosporin-ähnliche Aminosäuren zu produzieren , die UV-beständig sind , indem es ein Glycerinderivat verwendet , um die UV-Strahlung zu absorbieren und es ihnen ermöglicht, sich besser an wärmere Wassertemperaturen anzupassen. Im Falle eines UV- oder thermischen Schadens wird die Überlebenswahrscheinlichkeit des Wirts und des Symbionten erhöht, falls und wenn eine Reparatur eintritt. Dies führt zu der Idee, dass Clade A evolutionär UV-beständiger und thermisch beständiger ist als die anderen Clades.

Die Clades B und C werden häufiger in tieferem Wasser gefunden, was ihre höhere Anfälligkeit für erhöhte Temperaturen erklären könnte. Landpflanzen, die weniger Sonnenlicht erhalten, weil sie im Unterholz vorkommen, sind analog zu den Klassen B, C und D. Da die Klassen B bis D in tieferen Tiefen zu finden sind, benötigen sie eine erhöhte Lichtabsorptionsrate, um so viel Energie synthetisieren zu können . Mit erhöhten Absorptionsraten bei UV-Wellenlängen sind diese Phylotypen anfälliger für Korallenbleiche als die flache Klade A.

Clade D wurde als hochtemperaturtolerant beobachtet und hat eine höhere Überlebensrate als Clades B und C während moderner Bleichereignisse .

Skelett

Riffe wachsen, wenn Polypen und andere Organismen Kalziumkarbonat, die Basis von Korallen, als Skelettstruktur unter und um sich herum ablagern und die Oberseite des Korallenkopfes nach oben und außen drücken. Wellen, grasende Fische (wie Papageienfische ), Seeigel , Schwämme und andere Kräfte und Organismen wirken als Bioeroder und zersetzen Korallenskelette in Fragmente, die sich in Räumen in der Riffstruktur absetzen oder sandige Böden in zugehörigen Rifflagunen bilden.

Typische Formen für Korallenarten werden nach ihrer Ähnlichkeit mit terrestrischen Objekten wie faltigen Gehirnen , Kohlköpfen, Tischplatten , Geweihen , Drahtsträngen und Säulen benannt . Diese Formen können von der Lebensgeschichte der Koralle abhängen, wie Lichteinwirkung und Wellenbewegung, und Ereignissen wie Brüchen.

Reproduktion

Korallen vermehren sich sowohl sexuell als auch asexuell. Ein einzelner Polyp verwendet im Laufe seines Lebens beide Fortpflanzungsmodi. Korallen vermehren sich sexuell durch innere oder äußere Befruchtung. Die Fortpflanzungszellen befinden sich auf den Mesenterien , Membranen, die von der Gewebeschicht, die die Magenhöhle auskleidet, nach innen ausstrahlen. Einige reife erwachsene Korallen sind hermaphroditisch; andere sind ausschließlich männlich oder weiblich. Einige Arten ändern das Geschlecht, wenn sie wachsen.

Innerlich befruchtete Eier entwickeln sich im Polypen über einen Zeitraum von Tagen bis Wochen. Die nachfolgende Entwicklung produziert eine winzige Larve , die als Planula bekannt ist . Äußerlich befruchtete Eier entwickeln sich während des synchronisierten Laichens. Polypen über einem Riff geben gleichzeitig Eier und Spermien in Massen ins Wasser ab. Spawn verstreut sich über ein großes Gebiet. Der Zeitpunkt des Laichens hängt von der Jahreszeit, der Wassertemperatur sowie den Gezeiten- und Mondzyklen ab. Das Laichen ist am erfolgreichsten, wenn es nur geringe Schwankungen zwischen Ebbe und Flut gibt . Je weniger Wasserbewegung, desto besser die Chance zur Befruchtung. Der ideale Zeitpunkt liegt im Frühjahr. Die Freisetzung von Eiern oder Planula erfolgt normalerweise nachts und ist manchmal in Phase mit dem Mondzyklus (drei bis sechs Tage nach Vollmond). Der Zeitraum von der Freisetzung bis zur Ansiedlung dauert nur wenige Tage, aber einige Planulae können mehrere Wochen über Wasser überleben. Während dieses Prozesses können die Larven verschiedene Hinweise verwenden, um einen geeigneten Ort für die Ansiedlung zu finden. Auf große Entfernungen sind Geräusche von bestehenden Riffen wahrscheinlich wichtig, während auf kurze Entfernungen chemische Verbindungen wichtig werden. Die Larven sind anfällig für Raubtiere und Umweltbedingungen. Die wenigen glücklichen Planulae, die sich erfolgreich an das Substrat anheften, konkurrieren dann um Nahrung und Platz.

Andere Riffbauer

Korallen sind die erstaunlichsten Riffbauer. Viele andere Organismen, die in der Riffgemeinschaft leben, tragen jedoch auf die gleiche Weise wie Korallen zum Skelett-Calciumcarbonat bei. Dazu gehören Korallenalgen , einige Schwämme und Muscheln . Riffe werden immer durch die gemeinsamen Bemühungen dieser verschiedenen Phyla gebaut , wobei verschiedene Organismen den Riffbau in verschiedenen geologischen Perioden anführen .

Korallenalgen

Hauptartikel: Korallenalgen
Siehe auch: Korallenfelsen
Korallenalge Lithothamnion sp.

Korallenalgen leisten einen wichtigen Beitrag zur Riffstruktur. Obwohl ihre Mineralablagerungsraten viel langsamer sind als bei Korallen, sind sie toleranter gegenüber rauer Wellenbewegung und tragen so dazu bei, eine schützende Kruste über den Teilen des Riffs zu bilden, die den größten Wellenkräften ausgesetzt sind, wie z Offener Ozean. Sie stärken auch die Riffstruktur, indem sie Kalkstein in Schichten über der Riffoberfläche ablagern.

Schwämme

Hauptartikel: Schwammriff
Wolkenschwamm im tiefen Wasser

„ Sclerosponge “ ist der beschreibende Name für alle Porifera , die Riffe bauen . In der frühen kambrischen Zeit waren Archaeocyatha - Schwämme die ersten riffbildenden Organismen der Welt, und Schwämme waren die einzigen riffbildenden Organismen bis zum Ordovizium . Skleroschwämme unterstützen Korallen immer noch beim Aufbau moderner Riffe, aber wie Korallenalgen wachsen sie viel langsamer als Korallen und ihr Beitrag ist (normalerweise) gering.

Im nördlichen Pazifischen Ozean bilden Wolkenschwämme immer noch korallenlose Tiefwasser-Mineralstrukturen, obwohl die Strukturen von der Oberfläche aus nicht wie tropische Riffe erkennbar sind. Sie sind die einzigen noch vorhandenen Organismen, von denen bekannt ist, dass sie in kaltem Wasser riffartige Strukturen bilden.

Muscheln

Siehe auch: Muschelriff
Östliche Austern ( Crassostrea virginica )

Austernriffe sind dichte Ansammlungen von Austern , die in Kolonien leben. Andere regionalspezifische Namen für diese Strukturen sind Austernbänke und Austernbänke. Austernlarven benötigen ein hartes Substrat oder eine Oberfläche, auf der sie sich anheften können, einschließlich der Schalen alter oder toter Austern. So können sich im Laufe der Zeit Riffe aufbauen, wenn sich neue Larven auf älteren Individuen ansiedeln. Crassostrea virginica war einst bis ins späte 19. Jahrhundert in der Chesapeake Bay und an den Küsten entlang der atlantischen Küstenebene reichlich vorhanden. Ostrea angasi ist eine flache Austernart, die auch in Südaustralien große Riffe gebildet hatte.

Hippuritida, eine ausgestorbene Muschelordnung, die als Rudisten bekannt ist, war während der Kreidezeit ein wichtiger Riffbildner . In der Mitte der Kreidezeit wurden Rudisten zu den dominierenden tropischen Riffbauern und wurden zahlreicher als Skleraktinkorallen. Während dieser Zeit waren die Meerestemperaturen und Salzgehalte – auf die Korallen empfindlich reagieren – höher als heute, was möglicherweise zum Erfolg der Rudistenriffe beigetragen hat.

Galerie riffbildender Korallen

Fluoreszierende Koralle

Darwins Paradoxon

Darwins Paradoxon

„Korallen … scheinen sich zu vermehren, wenn das Meerwasser warm, arm, klar und bewegt ist, eine Tatsache, die Darwin bereits bemerkt hatte, als er 1842 durch Tahiti reiste und Abgabe der Nährstoffe, die den Stoffwechsel der Korallenpolypen steuern.

Neuere ozeanographische Forschungen haben die Realität dieses Paradoxons ans Licht gebracht, indem sie bestätigt haben, dass die Oligotrophie der euphotischen Zone des Ozeans bis zum von Dünung gepeitschten Riffkamm fortbesteht. Wenn man sich den Riffrändern und Atollen aus der Quasiwüste des offenen Meeres nähert, wird die nahezu Abwesenheit von lebender Materie plötzlich zu einer Fülle von Leben, ohne Übergang. Warum gibt es also eher etwas als nichts, und genauer gesagt, woher kommen die notwendigen Nährstoffe für das Funktionieren dieser außergewöhnlichen Korallenriffmaschine?" — Francis Rougerie

In The Structure and Distribution of Coral Reefs , veröffentlicht 1842, beschrieb Darwin, wie Korallenriffe in einigen tropischen Gebieten, aber nicht in anderen, ohne offensichtlichen Grund gefunden wurden. Die größten und stärksten Korallen wuchsen in Teilen des Riffs, die der heftigsten Brandung ausgesetzt waren, und Korallen waren geschwächt oder fehlten dort, wo sich lose Sedimente ansammelten.

Tropische Gewässer enthalten nur wenige Nährstoffe, dennoch kann ein Korallenriff wie eine „Oase in der Wüste“ gedeihen. Dies hat zu dem Ökosystem-Rätsel geführt, das manchmal als „Darwin-Paradoxon“ bezeichnet wird: „Wie kann eine so hohe Produktion unter solch nährstoffarmen Bedingungen gedeihen?“

Korallenriffe beherbergen über ein Viertel aller Meeresarten. Diese Vielfalt führt zu komplexen Nahrungsnetzen , wobei große Raubfische kleinere Futterfische fressen, die wiederum kleineres Zooplankton fressen und so weiter. Alle Nahrungsnetze hängen jedoch letztendlich von Pflanzen ab , die die Primärproduzenten sind . Korallenriffe produzieren typischerweise 5–10 Gramm Kohlenstoff pro Quadratmeter und Tag (gC·m –2 ·Tag –1 ) Biomasse .

Ein Grund für die ungewöhnliche Klarheit tropischer Gewässer ist ihr Nährstoffmangel und treibendes Plankton . Darüber hinaus scheint die Sonne in den Tropen das ganze Jahr über, erwärmt die Oberflächenschicht und macht sie weniger dicht als die unterirdischen Schichten. Das wärmere Wasser wird von tieferem, kühlerem Wasser durch eine stabile Sprungschicht getrennt , wo sich die Temperatur schnell ändert. Dadurch schwimmt das warme Oberflächenwasser über dem kühleren tieferen Wasser. In den meisten Teilen des Ozeans gibt es wenig Austausch zwischen diesen Schichten. Organismen, die in aquatischen Umgebungen sterben, sinken im Allgemeinen auf den Boden, wo sie sich zersetzen, wodurch Nährstoffe in Form von Stickstoff (N), Phosphor (P) und Kalium (K) freigesetzt werden. Diese Nährstoffe sind für das Pflanzenwachstum notwendig, aber in den Tropen kehren sie nicht direkt an die Oberfläche zurück.

Pflanzen bilden die Basis der Nahrungskette und benötigen zum Wachsen Sonnenlicht und Nährstoffe. Im Ozean sind diese Pflanzen hauptsächlich mikroskopisch kleines Phytoplankton , das in der Wassersäule treibt . Sie brauchen Sonnenlicht für die Photosynthese , die die Kohlenstofffixierung antreibt , daher kommen sie nur relativ nahe an der Oberfläche vor, aber sie brauchen auch Nährstoffe. Phytoplankton verbraucht schnell Nährstoffe in den Oberflächengewässern, und in den Tropen werden diese Nährstoffe aufgrund der Sprungschicht normalerweise nicht ersetzt .

Die Farbe von Korallen hängt von der Kombination aus Brauntönen ihrer Zooxanthellen und pigmentierten Proteinen (Rot, Blau, Grün usw.) ab, die von den Korallen selbst produziert werden.
Korallenpolypen
Die meisten Korallenpolypen ernähren sich nachtaktiv. Hier haben Polypen im Dunkeln ihre Tentakel ausgestreckt, um sich von Zooplankton zu ernähren.

Erläuterungen

Um Korallenriffe herum füllen sich Lagunen mit Material, das vom Riff und der Insel erodiert wurde. Sie werden zu Zufluchtsorten für Meereslebewesen und bieten Schutz vor Wellen und Stürmen.

Am wichtigsten ist, dass Riffe Nährstoffe recyceln , was im offenen Ozean viel weniger passiert. Zu den Produzenten in Korallenriffen und Lagunen gehören Phytoplankton sowie Algen und Korallenalgen, insbesondere kleine Arten, sogenannte Rasenalgen, die Nährstoffe an Korallen weitergeben. Das Phytoplankton bildet die Basis der Nahrungskette und wird von Fischen und Krebstieren gefressen. Recycling reduziert den Nährstoffeintrag, der insgesamt benötigt wird, um die Gemeinschaft zu unterstützen.

Korallen nehmen auch Nährstoffe, einschließlich anorganischen Stickstoff und Phosphor, direkt aus dem Wasser auf. Viele Korallen strecken nachts ihre Tentakel aus, um Zooplankton zu fangen , das in der Nähe vorbeikommt. Zooplankton versorgt den Polypen mit Stickstoff, und der Polyp teilt einen Teil des Stickstoffs mit den Zooxanthellen, die dieses Element ebenfalls benötigen.

Schwämme leben in Spalten in den Riffen. Sie sind effiziente Filtrierer und verbrauchen im Roten Meer etwa 60 % des vorbeitreibenden Phytoplanktons. Schwämme scheiden schließlich Nährstoffe in einer Form aus, die Korallen verwenden können.

Die Rauheit der Korallenoberflächen ist der Schlüssel zum Überleben der Korallen in bewegten Gewässern. Normalerweise umgibt eine Grenzschicht aus stillem Wasser ein untergetauchtes Objekt, das als Barriere wirkt. Wellen, die sich an den extrem rauen Kanten von Korallen brechen, stören die Grenzschicht und ermöglichen den Korallen den Zugang zu vorbeiziehenden Nährstoffen. Aufgewühltes Wasser fördert dadurch das Riffwachstum. Ohne den Zugang zu Nährstoffen, die raue Korallenoberflächen mit sich bringen, würde selbst das effektivste Recycling nicht ausreichen.

Nährstoffreiches Tiefenwasser, das durch einzelne Ereignisse in Korallenriffe eindringt, kann erhebliche Auswirkungen auf Temperatur und Nährstoffsysteme haben. Diese Wasserbewegung stört die relativ stabile Thermokline, die normalerweise zwischen warmem Flachwasser und tieferem kälterem Wasser besteht. Die Temperaturregime an Korallenriffen auf den Bahamas und in Florida sind sehr variabel mit zeitlichen Skalen von Minuten bis Jahreszeiten und räumlichen Skalen über Tiefen hinweg.

Wasser kann Korallenriffe auf verschiedene Weise passieren, darunter Strömungsringe, Oberflächenwellen, interne Wellen und Gezeitenänderungen. Bewegung wird im Allgemeinen durch Gezeiten und Wind erzeugt. Wenn Gezeiten mit unterschiedlicher Bathymetrie interagieren und Wind sich mit Oberflächenwasser vermischt, entstehen interne Wellen. Eine interne Welle ist eine Schwerewelle, die sich entlang einer Dichteschichtung innerhalb des Ozeans bewegt. Wenn ein Wasserpaket auf eine andere Dichte trifft, schwingt es und erzeugt innere Wellen. Während interne Wellen im Allgemeinen eine niedrigere Frequenz als Oberflächenwellen haben, bilden sie sich oft als einzelne Welle, die in mehrere Wellen zerfällt, wenn sie auf einen Hang trifft und sich nach oben bewegt. Dieses vertikale Aufbrechen interner Wellen verursacht eine signifikante diapyknische Vermischung und Turbulenz. Interne Wellen können als Nährstoffpumpen wirken und Plankton und kühles, nährstoffreiches Wasser an die Oberfläche bringen.

Die unregelmäßige Struktur, die für die Korallenriff-Bathymetrie charakteristisch ist, kann das Mischen verbessern und Taschen mit kühlerem Wasser und variablem Nährstoffgehalt erzeugen. Die Ankunft von kühlem, nährstoffreichem Wasser aus der Tiefe aufgrund interner Wellen und Gezeitenbohrungen wurde mit den Wachstumsraten von Suspensionsfressern und benthischen Algen sowie Plankton und Larvenorganismen in Verbindung gebracht. Die Meeresalge Codium isthmocladum reagiert auf Nährstoffquellen in tiefen Gewässern, da ihre Gewebe je nach Tiefe unterschiedliche Nährstoffkonzentrationen aufweisen. Ansammlungen von Eiern, Larven und Plankton auf Riffen reagieren auf das Eindringen von Tiefwasser. Wenn sich interne Wellen und Bohrungen vertikal bewegen, werden auf ähnliche Weise an der Oberfläche lebende Larvenorganismen zum Ufer getragen. Dies hat eine erhebliche biologische Bedeutung für die Kaskadeneffekte von Nahrungsketten in Ökosystemen von Korallenriffen und könnte einen weiteren Schlüssel zur Entschlüsselung des Paradoxons liefern.

Cyanobakterien liefern lösliche Nitrate durch Stickstofffixierung .

Korallenriffe sind für Nährstoffe oft von umliegenden Lebensräumen wie Seegraswiesen und Mangrovenwäldern abhängig. Seegras und Mangroven liefern abgestorbene Pflanzen und Tiere, die reich an Stickstoff sind, und dienen der Ernährung von Fischen und Tieren aus dem Riff, indem sie Holz und Vegetation liefern. Riffe wiederum schützen Mangroven und Seegras vor Wellen und produzieren Sedimente , in denen Mangroven und Seegras wurzeln können.

Biodiversität

Röhrenschwämme locken Kardinalfische , Glasfische und Lippfische an
Über 4.000 Fischarten bewohnen Korallenriffe.
Organismen können jeden Quadratzentimeter eines Korallenriffs bedecken.

Korallenriffe bilden einige der produktivsten Ökosysteme der Welt und bieten komplexe und vielfältige Meereslebensräume , die eine Vielzahl anderer Organismen unterstützen. Saumriffe knapp unter Ebbe haben eine für beide Seiten vorteilhafte Beziehung zu Mangrovenwäldern bei Flut und Seegraswiesen dazwischen: Die Riffe schützen die Mangroven und das Seegras vor starken Strömungen und Wellen, die sie beschädigen oder die Sedimente, in denen sie sich befinden , erodieren würden verwurzelt, während Mangroven und Seegras die Korallen vor großen Zuflüssen von Schlick , Süßwasser und Schadstoffen schützen . Diese Vielfalt in der Umwelt kommt vielen Korallenrifftieren zugute, die sich beispielsweise vom Seegras ernähren und die Riffe zum Schutz oder zur Zucht nutzen können.

Riffe beherbergen eine Vielzahl von Tieren, darunter Fische, Seevögel , Schwämme , Nesseltiere (einschließlich einiger Arten von Korallen und Quallen ), Würmer , Krebstiere (einschließlich Garnelen , Putzergarnelen , Langusten und Krabben ), Weichtiere (einschließlich Kopffüßer ), Stachelhäuter (einschließlich Seesterne , Seeigel und Seegurken ), Seescheiden , Meeresschildkröten und Seeschlangen . Abgesehen von Menschen sind Säugetiere an Korallenriffen selten, wobei besuchende Wale wie Delfine die Hauptausnahme sind. Einige Arten ernähren sich direkt von Korallen, während andere Algen am Riff abweiden. Riffbiomasse steht in positivem Zusammenhang mit der Artenvielfalt.

Dieselben Verstecke in einem Riff können regelmäßig zu unterschiedlichen Tageszeiten von verschiedenen Arten bewohnt werden. Nächtliche Räuber wie Kardinalbarsche und Totenkopffische verstecken sich tagsüber, während Riffbarsche , Doktorfische , Drückerfische , Lippfische und Papageienfische sich vor Aalen und Haien verstecken .

Die große Anzahl und Vielfalt von Verstecken in Korallenriffen, dh Rückzugsgebieten , sind der wichtigste Faktor, der die große Vielfalt und hohe Biomasse der Organismen in Korallenriffen verursacht.

Algen

Riffe sind chronisch von Algenbefall bedroht. Überfischung und übermäßige Nährstoffversorgung von Land können dazu führen, dass Algen die Korallen überflügeln und töten. Erhöhte Nährstoffgehalte können das Ergebnis von Abwässern oder chemischem Düngerabfluss sein. Abfluss kann Stickstoff und Phosphor transportieren, die übermäßiges Algenwachstum fördern. Algen können manchmal die Korallen um Platz verdrängen. Die Algen können dann die Koralle ersticken, indem sie die Sauerstoffversorgung des Riffs verringern. Ein verringerter Sauerstoffgehalt kann die Verkalkungsrate verlangsamen, die Koralle schwächen und sie anfälliger für Krankheiten und Abbau machen. Algen bewohnen einen großen Prozentsatz der untersuchten Korallenstandorte. Die Algenpopulation besteht aus Rasenalgen , Korallenalgen und Makroalgen . Einige Seeigel (wie Diadema antillarum ) fressen diese Algen und könnten so das Risiko eines Algenbefalls verringern.

Schwämme

Schwämme sind für das Funktionieren des Korallenriffsystems unerlässlich. Algen und Korallen in Korallenriffen produzieren organisches Material. Dieses wird durch Schwämme gefiltert, die dieses organische Material in kleine Partikel umwandeln, die wiederum von Algen und Korallen aufgenommen werden.

Fische

Hauptartikel: Korallenrifffische

Über 4.000 Fischarten bewohnen Korallenriffe. Die Gründe für diese Vielfalt bleiben unklar. Zu den Hypothesen gehören die "Lotterie", bei der der erste (glückliche Gewinner) Rekrut in ein Territorium typischerweise in der Lage ist, es gegen Nachzügler zu verteidigen, "Konkurrenz", bei der Erwachsene um ein Territorium konkurrieren und weniger wettbewerbsfähige Arten in der Lage sein müssen, zu überleben ärmerer Lebensraum und "Prädation", bei der die Populationsgröße eine Funktion der Fischfressersterblichkeit nach der Besiedlung ist. Gesunde Riffe können jedes Jahr bis zu 35 Tonnen Fisch pro Quadratkilometer produzieren, aber beschädigte Riffe produzieren viel weniger.

Wirbellosen

Seeigel, Dotidae und Meeresschnecken fressen Algen. Einige Arten von Seeigeln, wie Diadema antillarum , können eine entscheidende Rolle dabei spielen, Algen daran zu hindern, Riffe zu überwuchern. Forscher untersuchen die Verwendung einheimischer Sammlerseeigel, Tripneustes gratilla , auf ihr Potenzial als Biokontrollmittel, um die Ausbreitung invasiver Algenarten auf Korallenriffen einzudämmen. Nacktschnecken und Seeanemonen fressen Schwämme.

Eine Reihe von Wirbellosen, die zusammen als „Kryptofauna“ bezeichnet werden, bewohnen das Korallenskelettsubstrat selbst, indem sie sich entweder in die Skelette bohren (durch den Prozess der Bioerosion ) oder in bereits bestehenden Hohlräumen und Spalten leben. Zu den Tieren, die sich in den Felsen bohren, gehören Schwämme, Muscheln und Sipunculans . Zu denjenigen, die sich auf dem Riff niederlassen, gehören viele andere Arten, insbesondere Krebstiere und Polychaetenwürmer .

Seevögel

Korallenriffsysteme bieten wichtige Lebensräume für Seevogelarten , von denen einige gefährdet sind. Das Midway-Atoll in Hawaii beherbergt beispielsweise fast drei Millionen Seevögel, darunter zwei Drittel (1,5 Millionen) der Weltbevölkerung von Laysan-Albatrosen und ein Drittel der Weltbevölkerung von Schwarzfußalbatrosen . Jede Seevogelart hat bestimmte Nistplätze auf dem Atoll. Insgesamt leben auf Midway 17 Arten von Seevögeln. Der Kurzschwanzalbatros ist der seltenste, mit weniger als 2.200 Überlebenden nach der exzessiven Federjagd im späten 19. Jahrhundert.

Sonstiges

Seeschlangen ernähren sich ausschließlich von Fischen und deren Eiern. Meeresvögel wie Reiher , Basstölpel , Pelikane und Tölpel ernähren sich von Rifffischen. Einige an Land lebende Reptilien assoziieren sich zeitweise mit Riffen, wie zum Beispiel Warane , das Meereskrokodil und semiaquatische Schlangen, wie zum Beispiel Laticauda colubrina . Meeresschildkröten , insbesondere Karettschildkröten , ernähren sich von Schwämmen.

Ökosystem-Dienstleistungen

Korallenriffe liefern Ökosystemleistungen für Tourismus, Fischerei und Küstenschutz. Der weltweite wirtschaftliche Wert von Korallenriffen wird auf 29,8 bis 375 Milliarden US-Dollar pro Jahr geschätzt. Rund 500 Millionen Menschen profitieren von den Ökosystemleistungen der Korallenriffe.

Die wirtschaftlichen Kosten über einen Zeitraum von 25 Jahren für die Zerstörung eines Kilometers Korallenriff wurden auf 137.000 bis 1.200.000 US-Dollar geschätzt.

Um die Bewirtschaftung von Küstenkorallenriffen zu verbessern, hat das World Resources Institute (WRI) in Zusammenarbeit mit fünf karibischen Ländern Instrumente zur Berechnung des Werts von Korallenrifftourismus, Küstenschutz und Fischerei entwickelt und veröffentlicht. Ab April 2011 deckten die veröffentlichten Arbeitspapiere St. Lucia , Tobago , Belize und die Dominikanische Republik ab . Die WRI „stelle sicher, dass die Studienergebnisse eine verbesserte Küstenpolitik und Managementplanung unterstützen“. Die Belize-Studie schätzte den Wert von Riff- und Mangrovendiensten auf 395 bis 559 Millionen US-Dollar pro Jahr.

Laut Sarkis et al . (2010) bieten die Korallenriffe von Bermuda wirtschaftliche Vorteile für die Insel im Wert von durchschnittlich 722 Millionen US-Dollar pro Jahr, basierend auf sechs wichtigen Ökosystemleistungen .

Küstenschutz

Korallenriffe schützen Küsten, indem sie Wellenenergie absorbieren, und viele kleine Inseln würden ohne Riffe nicht existieren. Korallenriffe können die Wellenenergie um 97 % reduzieren und so dazu beitragen, den Verlust von Menschenleben und Sachschäden zu verhindern. Durch Korallenriffe geschützte Küsten sind auch stabiler gegenüber Erosion als solche ohne. Riffe können Wellen genauso gut oder besser dämpfen als künstliche Strukturen, die für den Küstenschutz wie Wellenbrecher entwickelt wurden. Schätzungsweise 197 Millionen Menschen, die sowohl unter 10 m Höhe als auch innerhalb von 50 km von einem Riff leben, können folglich von Riffen profitieren. Die Wiederherstellung von Riffen ist erheblich billiger als der Bau künstlicher Wellenbrecher in tropischen Umgebungen. Die erwarteten Schäden durch Überschwemmungen würden sich verdoppeln, und die Kosten durch häufige Stürme würden sich ohne den obersten Meter Riff verdreifachen. Bei 100-jährlichen Sturmereignissen würden die Flutschäden ohne den obersten Zähler um 91 % auf 272 Milliarden US-Dollar steigen.

Fischerei

Etwa sechs Millionen Tonnen Fisch werden jedes Jahr aus Korallenriffen gefangen. Gut bewirtschaftete Riffe haben einen durchschnittlichen Jahresertrag von 15 Tonnen Meeresfrüchten pro Quadratkilometer. Allein die Korallenrifffischerei in Südostasien bringt jährlich etwa 2,4 Milliarden US-Dollar aus Meeresfrüchten ein.

Bedrohungen

Insel mit Saumriff vor Yap , Mikronesien
Siehe auch: Umweltprobleme mit Korallenriffen , Korallenbleiche und Umweltbedrohungen für das Great Barrier Reef
An diesem Teil des Great Barrier Reef in Australien fand eine große Korallenbleiche statt
Externes Video
Video-Symbol Chasing Coral – die Erfindung der ersten Zeitrafferkamera, die Bleiche während ihres Geschehens aufzeichnet (Netflix, ganze Folge)

Seit ihrer Entstehung vor 485 Millionen Jahren waren Korallenriffe vielen Bedrohungen ausgesetzt, darunter Krankheiten, Raubtiere, invasive Arten, Bioerosion durch grasende Fische, Algenblüten und geologische Gefahren . Jüngste menschliche Aktivitäten stellen neue Bedrohungen dar. Von 2009 bis 2018 sind die Korallenriffe weltweit um 14 % zurückgegangen.

Zu den menschlichen Aktivitäten, die Korallen bedrohen, gehören Korallenabbau, Grundschleppnetzfischerei und das Graben von Kanälen und Zugängen zu Inseln und Buchten, die alle Meeresökosysteme schädigen können, wenn sie nicht nachhaltig durchgeführt werden. Andere lokalisierte Bedrohungen sind Sprengfischerei , Überfischung , Überfischung von Korallen und Meeresverschmutzung , einschließlich der Verwendung des verbotenen Antifouling- Biozids Tributylzinn ; Obwohl sie in Industrieländern nicht vorhanden sind, werden diese Aktivitäten an Orten mit geringem Umweltschutz oder schlechter Durchsetzung der Vorschriften fortgesetzt. Chemikalien in Sonnenschutzmitteln können bei Zooxanthellen latente Virusinfektionen hervorrufen und die Fortpflanzung beeinträchtigen. Es hat sich jedoch gezeigt, dass die Konzentration von Tourismusaktivitäten über Offshore-Plattformen die Ausbreitung von Korallenkrankheiten durch Touristen begrenzt.

Treibhausgasemissionen stellen eine größere Bedrohung durch den Anstieg der Meerestemperatur und des Meeresspiegels dar, obwohl Korallen ihre kalkbildenden Flüssigkeiten an Änderungen des pH-Werts und des Karbonatgehalts des Meerwassers anpassen und nicht direkt von der Ozeanversauerung bedroht sind . Vulkanische und menschengemachte Aerosolverschmutzung kann regionale Meeresoberflächentemperaturen modulieren.

Im Jahr 2011 schlugen zwei Forscher vor, dass „vorhandene wirbellose Meerestiere den gleichen synergistischen Effekten mehrerer Stressoren ausgesetzt sind“, die während des Aussterbens am Ende des Perm auftraten , und dass Gattungen „mit schlecht gepufferter Atmungsphysiologie und kalkhaltigen Muscheln“ wie Korallen besonders anfällig seien .

Korallen reagieren auf Stress, indem sie ihre farbenfrohen Zooxanthellen- Endosymbionten „bleichen“ oder ausstoßen . Korallen mit Clade C-Zooxanthellen sind im Allgemeinen anfällig für hitzeinduziertes Bleichen, während Korallen mit den widerstandsfähigeren Clade A oder D im Allgemeinen resistent sind, ebenso wie zähere Korallengattungen wie Porites und Montipora .

Alle 4–7 Jahre führt ein El Niño -Ereignis dazu, dass einige Riffe mit hitzeempfindlichen Korallen bleichen, mit besonders weit verbreiteten Bleichen in den Jahren 1998 und 2010. Riffe, die einem schweren Bleichereignis ausgesetzt sind, werden jedoch aufgrund von resistent gegen zukünftiges hitzeinduziertes Bleichen schnelle Richtungswahl . Eine ähnlich schnelle Anpassung kann Korallenriffe vor der globalen Erwärmung schützen.

Eine groß angelegte systematische Studie der Korallengemeinschaft der Insel Jarvis , die von 1960 bis 2016 zehn mit El Niño zusammenfallende Korallenbleichereignisse erlebte , ergab, dass sich das Riff nach schweren Ereignissen von einem fast vollständigen Tod erholte.

Schutz

Hauptartikel: Korallenriffschutz
Eine Vielfalt an Korallen
Teil einer Reihe von verwandten
Benthisches Leben
Benthos Benthische Zone Benthopelagischer ( Kopplungs- ) Meeresboden            
      
Nach Größe
Nach Typ
Nach Standort
Nach Lebensraum
                   Mangrovenwald • Korallenriff
                   Seegraswiese
       Tief: Seamount • Cold Seep
                   Hydrothermalquelle
Gemeinschaften
Verwandt

Meeresschutzgebiete (MPAs) sind Gebiete, die ausgewiesen wurden, weil sie Meeres- und/oder Mündungsgebieten verschiedene Arten von Schutz bieten. Sie sollen ein verantwortungsvolles Fischereimanagement und den Schutz von Lebensräumen fördern . MPAs können auch soziale und biologische Ziele umfassen, darunter die Wiederherstellung von Riffen, Ästhetik, Biodiversität und wirtschaftliche Vorteile.

Die Wirksamkeit von MPAs wird noch diskutiert. Beispielsweise fand eine Studie, die den Erfolg einer kleinen Anzahl von MPAs in Indonesien , den Philippinen und Papua-Neuguinea untersuchte , keine signifikanten Unterschiede zwischen den MPAs und ungeschützten Gebieten. Darüber hinaus können sie in einigen Fällen aufgrund mangelnder Beteiligung der Gemeinschaft, widersprüchlicher Ansichten der Regierung und der Fischerei, der Effektivität des Gebiets und der Finanzierung lokale Konflikte hervorrufen. In einigen Situationen, wie im Schutzgebiet der Phoenix-Inseln , bieten MPAs den Einheimischen Einnahmen. Das bereitgestellte Einkommen entspricht in etwa dem Einkommen, das sie ohne Kontrollen erzielt hätten. Insgesamt scheint es, dass die MPAs die lokalen Korallenriffe schützen können, aber dass ein klares Management und ausreichende Mittel erforderlich sind.

Der Caribbean Coral Reefs – Status Report 1970–2012 besagt, dass der Rückgang der Korallen verringert oder sogar umgekehrt werden kann. Dazu muss die Überfischung gestoppt werden, insbesondere die Fischerei auf Arten, die für Korallenriffe wichtig sind , wie z. B. Papageienfische . Auch der direkte menschliche Druck auf Korallenriffe soll reduziert und der Zufluss von Abwässern minimiert werden. Maßnahmen, um dies zu erreichen, könnten die Einschränkung der Küstenbesiedlung, der Entwicklung und des Tourismus umfassen . Der Bericht zeigt, dass gesündere Riffe in der Karibik diejenigen mit großen, gesunden Populationen von Papageienfischen sind. Diese kommen in Ländern vor, die Papageienfische und andere Arten wie Seeigel schützen . Sie verbieten auch häufig das Fangen von Fischen und das Speerfischen . Zusammen tragen diese Maßnahmen dazu bei, "widerstandsfähige Riffe" zu schaffen.

Der Schutz von Netzwerken vielfältiger und gesunder Riffe, nicht nur Klimarefugien , trägt dazu bei, die größtmögliche Chance auf genetische Vielfalt zu gewährleisten , die für Korallen von entscheidender Bedeutung ist, um sich an neue Klimazonen anzupassen. Eine Vielzahl von Schutzmethoden, die in marinen und terrestrischen bedrohten Ökosystemen angewendet werden, macht die Anpassung von Korallen wahrscheinlicher und effektiver.

Die Ausweisung eines Riffs als Biosphärenreservat , Meerespark , Nationaldenkmal oder Weltkulturerbe kann Schutz bieten. Zum Beispiel sind das Barriereriff von Belize, Sian Ka'an , die Galapagos - Inseln, das Great Barrier Reef , Henderson Island , Palau und das Papahānaumokuākea Marine National Monument Welterbestätten.

In Australien wird das Great Barrier Reef von der Great Barrier Reef Marine Park Authority geschützt und ist Gegenstand zahlreicher Gesetze, einschließlich eines Biodiversitäts-Aktionsplans. Australien hat einen Aktionsplan zur Resilienz von Korallenriffen erstellt. Dieser Plan besteht aus adaptiven Managementstrategien , einschließlich der Reduzierung des CO2-Fußabdrucks. Ein Plan zur Sensibilisierung der Öffentlichkeit bietet Aufklärung über die „Regenwälder des Meeres“ und darüber, wie die Menschen die CO2-Emissionen reduzieren können.

Die Bewohner der Insel Ahus, Provinz Manus , Papua-Neuguinea , haben eine Generationen alte Praxis befolgt, den Fischfang in sechs Bereichen ihrer Rifflagune einzuschränken. Ihre kulturellen Traditionen erlauben Leinenfischen, aber kein Netz- oder Speerfischen . Sowohl die Biomasse als auch die einzelnen Fischgrößen sind deutlich größer als an Orten, an denen die Fischerei uneingeschränkt möglich ist.

Erhöhte Konzentrationen an atmosphärischem CO 2 tragen zur Versauerung der Ozeane bei, was wiederum Korallenriffe schädigt. Um der Ozeanversauerung entgegenzuwirken, haben mehrere Länder Gesetze erlassen, um Treibhausgase wie Kohlendioxid zu reduzieren. Viele Landnutzungsgesetze zielen darauf ab, die CO 2 -Emissionen durch die Begrenzung der Entwaldung zu reduzieren. Die Entwaldung kann erhebliche Mengen an CO 2 freisetzen, wenn sie nicht durch aktive forstwirtschaftliche Folgeprogramme gebunden wird. Die Entwaldung kann auch Erosion verursachen, die in den Ozean fließt und zur Ozeanversauerung beiträgt. Anreize werden verwendet, um die von Fahrzeugen zurückgelegten Kilometer zu reduzieren, wodurch die Kohlenstoffemissionen in die Atmosphäre reduziert werden, wodurch die Menge an gelöstem CO 2 im Ozean reduziert wird. Staatliche und föderale Regierungen regulieren auch Landaktivitäten, die sich auf die Küstenerosion auswirken. High-End-Satellitentechnologie kann die Riffbedingungen überwachen.

Das United States Clean Water Act übt Druck auf die Regierungen der Bundesstaaten aus, das Abfließen von verschmutztem Wasser zu überwachen und zu begrenzen.

Wiederherstellung

Siehe auch: Aquakultur von Korallen , Künstliches Riff und Wiederherstellungsökologie

Die Wiederherstellung von Korallenriffen hat in den letzten Jahrzehnten aufgrund des beispiellosen Riffsterbens auf der ganzen Welt an Bedeutung gewonnen. Korallenstressoren können Umweltverschmutzung, Erwärmung der Ozeantemperaturen, extreme Wetterereignisse und Überfischung sein. Mit der Verschlechterung der globalen Riffe sind Fischkindergärten, Biodiversität, Küstenentwicklung und Lebensgrundlage sowie die natürliche Schönheit in Gefahr. Glücklicherweise haben es Forscher in den 1970er und 1980er Jahren auf sich genommen, ein neues Gebiet, die Wiederherstellung von Korallen, zu entwickeln

Korallenbäume, die junge Korallen kultivieren. Korallen können auf Riffen ausgepflanzt, gewinnbringend oder für andere Zwecke verkauft werden.

Korallenzucht

Die Korallenaquakultur , auch bekannt als Korallenfarmen oder Korallengärtnern, erweist sich als potenziell wirksames Instrument zur Wiederherstellung von Korallenriffen als vielversprechend. Der „Gartenbau“-Prozess umgeht die frühen Wachstumsstadien von Korallen, wenn sie am stärksten vom Absterben bedroht sind. Korallensamen werden in Baumschulen gezüchtet und dann am Riff neu gepflanzt. Coral wird von Korallenbauern gezüchtet, deren Interessen von der Erhaltung der Riffe bis hin zur Einkommenssteigerung reichen. Aufgrund ihres unkomplizierten Prozesses und substanzieller Beweise dafür, dass die Technik einen signifikanten Einfluss auf das Wachstum von Korallenriffen hat, wurden Korallenbaumschulen zur am weitesten verbreiteten und wohl effektivsten Methode zur Wiederherstellung von Korallen.

Korallenfragmente, die auf ungiftigem Beton wachsen

Korallengärten nutzen die natürliche Fähigkeit einer Koralle, zu fragmentieren und weiter zu wachsen, wenn sich die Fragmente auf neuen Substraten verankern können. Diese Methode wurde erstmals 1995 von Baruch Rinkevich getestet und war damals erfolgreich. Nach heutigen Maßstäben hat sich die Korallenzucht zu einer Vielzahl unterschiedlicher Formen entwickelt, hat aber immer noch die gleichen Ziele der Korallenzucht. Folglich ersetzte die Korallenzucht schnell die zuvor verwendeten Transplantationsmethoden oder den Akt, Teile oder ganze Korallenkolonien physisch in ein neues Gebiet zu bringen. Die Transplantation war in der Vergangenheit erfolgreich und jahrzehntelange Experimente haben zu einer hohen Erfolgs- und Überlebensrate geführt. Diese Methode erfordert jedoch immer noch die Entfernung von Korallen aus bestehenden Riffen. Beim derzeitigen Zustand der Riffe sollte diese Art der Methode nach Möglichkeit generell vermieden werden. Die Rettung gesunder Korallen vor erodierenden Substraten oder Riffen, die zum Einsturz verurteilt sind, könnte ein großer Vorteil der Transplantation sein.

Korallengärten nehmen im Allgemeinen die sicheren Formen an, egal wohin Sie gehen. Es beginnt mit der Einrichtung einer Baumschule, in der die Betreiber Korallenfragmente beobachten und pflegen können. Es versteht sich von selbst, dass Baumschulen in Gebieten eingerichtet werden sollten, die das Wachstum maximieren und die Sterblichkeit minimieren. Schwimmende Offshore-Korallenbäume oder sogar Aquarien sind mögliche Orte, an denen Korallen wachsen können. Nachdem ein Standort festgelegt wurde, kann das Sammeln und Kultivieren erfolgen.

Der Hauptvorteil der Nutzung von Korallenfarmen besteht darin, dass die Sterblichkeitsrate von Polypen und Jungtieren gesenkt wird. Durch das Entfernen von Fressfeinden und Rekrutierungshindernissen können Korallen ungehindert heranreifen. Allerdings können Kitas Klimastressoren nicht stoppen. Erwärmende Temperaturen oder Hurrikane können Baumschulkorallen immer noch stören oder sogar töten.

Substrate erstellen

Tiefseekorallen am Wagner Seamount. Diese Korallen sind gut an Tiefwasserbedingungen angepasst, wo reichlich Substrate vorhanden sind.

Bemühungen, die Größe und Anzahl der Korallenriffe zu erweitern, beinhalten im Allgemeinen die Bereitstellung von Substrat, damit mehr Korallen ein Zuhause finden können. Zu den Substratmaterialien gehören ausrangierte Fahrzeugreifen, versenkte Schiffe, U-Bahn-Wagen und geformter Beton, wie z. B. Riffkugeln . Riffe wachsen ohne fremde Hilfe auf Meeresstrukturen wie Ölplattformen . Bei großen Restaurierungsprojekten können vermehrte hermatypische Korallen auf Substrat mit Metallstiften, Sekundenkleber oder Milliput befestigt werden . Nadel und Faden können auch A-Hermatyp-Korallen auf Substrat befestigen.

Biorock ist ein Substrat, das durch ein patentiertes Verfahren hergestellt wird, bei dem elektrische Ströme mit niedriger Spannung durch Meerwasser geleitet werden, um zu bewirken, dass sich gelöste Mineralien auf Stahlstrukturen niederschlagen . Das dabei entstehende weiße Karbonat ( Aragonit ) ist dasselbe Mineral, aus dem natürliche Korallenriffe bestehen. Korallen kolonisieren schnell und wachsen mit beschleunigten Raten auf diesen beschichteten Strukturen. Die elektrischen Ströme beschleunigen auch die Bildung und das Wachstum sowohl von chemischem Kalksteingestein als auch von Skeletten von Korallen und anderen schalentragenden Organismen wie Austern. Die Nähe der Anode und Kathode sorgt für eine Umgebung mit hohem pH -Wert , die das Wachstum von konkurrierenden Faden- und Fleischalgen hemmt. Die erhöhten Wachstumsraten hängen vollständig von der Akkretionsaktivität ab. Korallen zeigen unter dem Einfluss des elektrischen Feldes eine erhöhte Wachstumsrate, Größe und Dichte.

Es reicht nicht aus, einfach viele Strukturen auf dem Meeresboden zu haben, um Korallenriffe zu bilden. Wiederherstellungsprojekte müssen die Komplexität der Substrate berücksichtigen, die sie für zukünftige Riffe schaffen. Forscher führten 2013 ein Experiment in der Nähe der Insel Ticao auf den Philippinen durch, bei dem mehrere Substrate unterschiedlicher Komplexität in die nahe gelegenen degradierten Riffe gelegt wurden. Große Komplexität bestand aus Parzellen, die sowohl künstliche Substrate aus glatten als auch rauen Felsen mit einem umgebenden Zaun hatten, mittlere bestand nur aus künstlichen Substraten und kleine hatte weder Zaun noch Substrate. Nach einem Monat stellten die Forscher fest, dass es eine positive Korrelation zwischen der Strukturkomplexität und den Rekrutierungsraten von Larven gab. Die mittlere Komplexität schnitt am besten ab, wobei Larven raue Felsen gegenüber glatten Felsen bevorzugten. Nach einem Jahr ihrer Studie besuchten die Forscher den Standort und stellten fest, dass viele der Standorte die lokale Fischerei unterstützen konnten. Sie kamen zu dem Schluss, dass die Wiederherstellung von Riffen kostengünstig durchgeführt werden könnte und langfristige Vorteile bringen wird, vorausgesetzt, sie werden geschützt und gepflegt.

Verlegung

Eine Fallstudie zur Wiederherstellung von Korallenriffen wurde auf der Insel Oahu in Hawaii durchgeführt . Die University of Hawaii betreibt ein Programm zur Bewertung und Überwachung von Korallenriffen, um die Umsiedlung und Wiederherstellung von Korallenriffen in Hawaii zu unterstützen. Ein Bootskanal von der Insel Oahu zum Hawaii Institute of Marine Biology auf Coconut Island war mit Korallenriffen überfüllt. Viele Bereiche der Korallenriffe im Kanal waren durch frühere Baggerarbeiten im Kanal beschädigt worden.

Koralle in Vorbereitung der Verlegung

Das Ausbaggern bedeckt Korallen mit Sand. Korallenlarven können sich nicht auf Sand ansiedeln; Sie können nur auf bestehenden Riffen oder kompatiblen harten Oberflächen wie Felsen oder Beton bauen. Aus diesem Grund beschloss die Universität, einen Teil der Korallen umzusiedeln. Sie verpflanzten sie mit Hilfe von Tauchern der US-Armee an einen Ort relativ nahe am Kanal. Sie beobachteten während des Transports wenig oder gar keine Schäden an den Kolonien, und am Transplantationsort wurde kein Absterben von Korallenriffen beobachtet. Beim Anbringen der Koralle an der Transplantationsstelle stellten sie fest, dass auf hartem Gestein platzierte Korallen gut wuchsen, auch an den Drähten, die die Korallen an der Stelle befestigten.

Durch den Transplantationsprozess wurden keine Umweltauswirkungen festgestellt, die Freizeitaktivitäten wurden nicht eingeschränkt und es wurden keine Landschaftsgebiete beeinträchtigt.

Alternativ zum Umpflanzen von Korallen selbst können Jungfische auch durch Hörsimulation zur Umsiedlung in bestehende Korallenriffe angeregt werden. In beschädigten Abschnitten des Great Barrier Reef wurde festgestellt, dass Lautsprecher, die Aufnahmen von gesunden Riffumgebungen abspielten, Fische doppelt so oft anzogen wie entsprechende Stellen, an denen kein Ton abgespielt wurde, und auch die Artenvielfalt um 50 % erhöhten.

Hitzetolerante Symbionten

Eine weitere Möglichkeit zur Wiederherstellung von Korallen ist die Gentherapie: Das Impfen von Korallen mit genetisch veränderten Bakterien oder natürlich vorkommenden hitzetoleranten Arten von Korallensymbionten kann es ermöglichen, Korallen zu züchten, die widerstandsfähiger gegen den Klimawandel und andere Bedrohungen sind. Die Erwärmung der Ozeane zwingt Korallen, sich an beispiellose Temperaturen anzupassen. Diejenigen, die die erhöhten Temperaturen nicht tolerieren, erleiden Korallenbleiche und schließlich den Tod. Es gibt bereits Forschungen, die darauf abzielen, gentechnisch veränderte Korallen zu schaffen, die einem sich erwärmenden Ozean standhalten können. Madeleine JH van Oppen, James K. Oliver, Hollie M. Putnam und Ruth D. Gates beschrieben vier verschiedene Möglichkeiten, wie der menschliche Eingriff zur genetischen Veränderung von Korallen allmählich zunimmt. Diese Methoden konzentrieren sich eher auf die Veränderung der Genetik der Zooxanthellen in Korallen als auf die Alternative.

Die erste Methode besteht darin, die Akklimatisierung der ersten Korallengeneration herbeizuführen. Die Idee ist, dass die Zooxanthellen eine Mutation erhalten, wenn erwachsene und nachkommende Korallen Stressoren ausgesetzt werden. Diese Methode basiert hauptsächlich auf der Möglichkeit, dass die Zooxanthellen die spezifische Eigenschaft erwerben, die es ihnen ermöglicht, in wärmeren Gewässern besser zu überleben. Die zweite Methode konzentriert sich darauf, zu identifizieren, welche verschiedenen Arten von Zooxanthellen sich in der Koralle befinden, und zu konfigurieren, wie viel von jeder Zooxanthelle in einem bestimmten Alter in der Koralle lebt. Die Verwendung von Zooxanthellen aus der vorherigen Methode würde die Erfolgsraten für diese Methode nur steigern. Diese Methode wäre jedoch vorerst nur auf jüngere Korallen anwendbar, da frühere Experimente zur Manipulation von Zooxanthellen-Gemeinschaften in späteren Lebensstadien alle gescheitert sind. Die dritte Methode konzentriert sich auf selektive Zuchttaktiken. Nach der Auswahl würden die Korallen aufgezogen und in einem Labor simulierten Stressoren ausgesetzt. Die letzte Methode besteht darin, die Zooxanthellen selbst genetisch zu verändern. Wenn bevorzugte Mutationen erworben werden, werden die gentechnisch veränderten Zooxanthellen in ein aposymbiotisches Poly eingeführt und eine neue Koralle wird produziert. Diese Methode ist die mühsamste der vierten, aber die Forscher glauben, dass diese Methode häufiger eingesetzt werden sollte und in der Gentechnik für die Wiederherstellung von Korallen am vielversprechendsten ist.

Invasive Algen

Hawaiianische Korallenriffe, die von der Ausbreitung invasiver Algen erstickt wurden, wurden mit einem zweigleisigen Ansatz bewirtschaftet: Taucher entfernten invasive Algen manuell mit der Unterstützung von Supersaugern. Der Fraßdruck auf invasive Algen musste erhöht werden, um das Nachwachsen der Algen zu verhindern. Die Forscher fanden heraus, dass einheimische Sammlerseeigel geeignete Weidekandidaten für die Biokontrolle von Algen sind, um die verbleibenden invasiven Algen aus dem Riff auszurotten.

Invasive Algen in karibischen Riffen

Studenten von Nā Pua No'eau entfernen invasive Algen aus der Kāne'ohe Bay. Es könnten Programme erstellt werden, um Algen aus karibischen Riffen zu entfernen

Makroalgen, oder besser bekannt als Algen, haben das Potenzial, einen Zusammenbruch des Riffs zu verursachen, da sie viele Korallenarten übertreffen können. Makroalgen können Korallen überwuchern, Schatten spenden, die Rekrutierung blockieren, Biochemikalien freisetzen, die das Laichen behindern können, und möglicherweise Bakterien bilden, die für Korallen schädlich sind. In der Vergangenheit wurde das Algenwachstum von pflanzenfressenden Fischen und Seeigeln kontrolliert. Papageienfische sind ein Paradebeispiel für Riffpfleger. Folglich können diese beiden Arten aufgrund ihrer Rolle beim Schutz von Riffen als Schlüsselarten für Riffumgebungen angesehen werden.

Vor den 1980er Jahren blühten Jamaikas Riffe und wurden gut gepflegt, aber das änderte sich alles, nachdem der Hurrikan Allen 1980 auftrat und sich eine unbekannte Krankheit über die Karibik ausbreitete. Infolge dieser Ereignisse wurden sowohl die Riffe als auch die Seeigelpopulation über die Riffe Jamaikas und in das Karibische Meer massiv beschädigt. Nur 2 % der ursprünglichen Seeigelpopulation überlebten die Krankheit. Primäre Makroalgen lösten die zerstörten Riffe ab und bald nahmen größere, widerstandsfähigere Makroalgen ihren Platz als dominierender Organismus ein. Papageienfische und andere pflanzenfressende Fische waren zu dieser Zeit wegen jahrzehntelanger Überfischung und Beifang nur wenige vorhanden. Historisch gesehen hatte die jamaikanische Küste eine Korallenbedeckung von 90 % und wurde in den 1990er Jahren auf 5 % reduziert. Schließlich konnten sich Korallen in Gebieten erholen, in denen die Seeigelpopulationen zunahmen. Seeigel waren in der Lage, sich zu ernähren und zu vermehren und Substrate abzuräumen, wodurch Bereiche für Korallenpolypen blieben, in denen sie sich verankern und reifen konnten. Die Seeigelpopulationen erholen sich jedoch immer noch nicht so schnell wie von den Forschern vorhergesagt, obwohl sie sehr fruchtbar sind. Es ist nicht bekannt, ob die mysteriöse Krankheit immer noch vorhanden ist und verhindert, dass sich die Seeigelpopulationen erholen. Unabhängig davon erholen sich diese Gebiete langsam mit Hilfe der Seeigelbeweidung. Diese Veranstaltung unterstützt eine frühe Restaurierungsidee, Seeigel zu kultivieren und in Riffen freizulassen, um Algenüberwucherung zu verhindern.

Mikrofragmentierung und Fusion

Im Jahr 2014 entwickelten Christopher Page, Erinn Muller und David Vaughan vom International Center for Coral Reef Research & Restoration am Mote Marine Laboratory in Summerland Key, Florida, eine neue Technologie namens „Mikrofragmentierung“, bei der sie eine spezielle Diamantbandsäge verwenden Schneiden Sie Korallen in 1 cm 2 große Fragmente statt in 6 cm 2 , um das Wachstum von Gehirn-, Fels- und Sternkorallen zu fördern. Die Korallen Orbicella faveolata und Montastraea cavernosa wurden vor der Küste Floridas in mehreren Mikrofragment-Anordnungen ausgepflanzt. Nach zwei Jahren war O. faveolata auf das 6,5- fache seiner ursprünglichen Größe gewachsen, während M. cavernosa fast doppelt so groß geworden war. Mit herkömmlichen Mitteln hätten beide Korallen Jahrzehnte gebraucht, um die gleiche Größe zu erreichen. Es wird vermutet, dass O. faveolata mindestens das Zehnfache seiner ursprünglichen Größe angewachsen wäre , wenn es zu Beginn des Experiments nicht zu Prädationsereignissen gekommen wäre. Mit dieser Methode produzierte das Mote Marine Laboratory in nur einem Jahr 25.000 Korallen und pflanzte 10.000 in den Florida Keys. Kurz darauf entdeckten sie, dass diese Mikrofragmente mit anderen Mikrofragmenten derselben Elternkoralle verschmolzen. Typischerweise kämpfen und töten Korallen, die nicht vom selben Elternteil stammen, nahe Korallen, um zu überleben und sich auszudehnen. Diese neue Technologie ist als "Fusion" bekannt und hat gezeigt, dass Korallenköpfe in nur zwei Jahren statt in den typischen 25 bis 75 Jahren wachsen. Nach der Fusion fungiert das Riff eher als ein einzelner Organismus als als mehrere unabhängige Riffe. Derzeit gibt es keine veröffentlichte Forschung zu dieser Methode.

Geschichte

Alte Korallenriffe

Die Zeiten der maximalen Riffentwicklung lagen im Mittleren Kambrium (513–501 Ma ), Devon (416–359 Ma) und Karbon (359–299 Ma), um ausgestorbene Korallen und die späte Kreide ( 100–66 Ma) und Rugosa zu ordnen alle Neogen (23 Ma-heute), aufgrund der Ordnung von Scleractinia - Korallen.

Nicht alle Riffe wurden in der Vergangenheit von Korallen gebildet: Die im frühen Kambrium (542–513 Ma) resultierten aus Kalkalgen und Archäocyathiden ( kleine Tiere mit konischer Form, wahrscheinlich mit Schwämmen verwandt ) und in der späten Kreidezeit (100–66 Ma ), als Riffe existierten, die von einer Gruppe von Muscheln namens Rudisten gebildet wurden ; Eines der Ventile bildete die konische Hauptstruktur und das andere, viel kleinere Ventil fungierte als Kappe.

Messungen der Sauerstoffisotopenzusammensetzung des aragonitischen Skeletts von Korallenriffen wie Porites können auf Änderungen der Meeresoberflächentemperatur und der Salzgehaltsbedingungen der Meeresoberfläche während des Korallenwachstums hinweisen. Diese Technik wird häufig von Klimawissenschaftlern verwendet, um auf das Paläoklima einer Region zu schließen .

Siehe auch

Verweise

Weitere Referenzen

Externe Links

Äußeres Bild
Bildsymbol Korallenriffe: Regenwälder der Meere ORG Lehrfilme.