Lösungen für Probleme und Folgen des Klimawandels werden vor allem zum Schutz der globalen Ozeane dringender gebraucht als jemals zuvor. Die sogenannte Korallenbleiche, die durch den Klimawandel hervorgerufen wird, stellt eine enorme Bedrohung für Korallenriffe dar. Kürzlich aufgetretene besonders starke Phasen der Korallenbleiche haben zum weltweiten Absterben von zahlreichen Korallen geführt und die permanente und komplette Zerstörung der Korallenriffe wird noch für dieses Jahrhundert prognostiziert, wenn nicht umgehend gehandelt wird.
Die Genmanipulation einer bestimmten Mikroalgengruppe, die man in Korallen finden kann, könnte die Stresstoleranz der Korallen gegenüber zunehmenden Ozeantemperaturen steigern und somit die Korallenriffe retten.
Korallenriffe sind die marinen Lebensräume mit der größten Diversität. Sie verschaffen der Weltwirtschaft jährlich einen Beitrag von 30 Milliarden US-Dollar und ernähren unmittelbar über 500 Millionen Menschen. Doch sie reagieren sensibel auf die Klimaveränderungen und Modelle sagen voraus, dass die meisten der Korallenriffe noch in diesem Jahrhundert ausgerottet sein werden, wenn wir nicht sofort beginnen zu ihrem Schutze zu handeln.
Ein gesundes Korallenriff zeichnet sich durch eine hohe Artenvielfalt aus.
Die Wissenschaftlerin Dr. Rachel Levin von der University of New South Wales (Australien) könnte zusammen mit ihrem internationalen Team eine Lösung gefunden haben wie man das Phänomen der Korallenbleiche reduzieren könnte, indem man eine Mikroalge, die man in den Korallen findet, genetisch so verändert, sodass die Stresstoleranz der Korallen gegenüber steigenden Meerwassertemperaturen erhöht würde.
Die Mikroalge Symbiodinium, die zu den Dinoflagellaten und somit zu den Primärproduzenten zählt, findet man innerhalb von Korallen, für deren Gesundheit sie unerlässlich sind. Symbiodinium betreibt Photosynthese und ernährt mit den dabei entstehenden Molekülen die Korallen und trägt somit zum Wachstum und zum Aufbau der Korallenriffe bei.
Die Korallenbleiche entsteht dadurch, dass die Temperaturen im Ozean ansteigen und dabei die Symbiodinium-Organismen geschädigt werden oder sogar zugrunde gehen, die Symbiose aus Phytoplankton und Koralle wird zerstört und die Korallen verhungern. Doch verschiedene Spezies von Symbiodinium zeigen eine große genetische Variation und unterschiedliche Toleranzen hinsichtlich der Temperatur. In der Studie, deren Ergebnisse im Journal “Frontiers in Microbiology” veröffentlicht wurden, benutzten die Wissenschaftler Sequenzdaten von Symbiodinium, um gentechnische Strategien zu entwickeln, um letztendlich die Stresstoleranz von Symbiodinium gegenüber höheren Meerwassertemperaturen zu stärken, was den Effekt der Korallenbleiche reduzieren würde.
“Es ist sehr wenig über Symbiodinium bekannt und dadurch sind so wenige Informationen vorhanden, wie man die Bemühungen die Korallenriffe zu bewahren, verbessern kann. Symbiodinium ist biologisch betrachtet sehr außergewöhnlich, was sie inkompatibel mit den gängigen Methoden der Genmanipulation macht. Wir haben es uns zum Ziel gemacht, diese Hürde zu überwinden, indem wir neuartige genetische Analysen durchführen, um somit den bestmöglichen Forschungsfortschritt zu erzielen”, erklärt Dr. Rachel Levin die Schwierigkeiten der Erforschung von Symbiodinium.
Inzwischen haben die Wissenschaftler die Schlüsselgene von Symbiodinium herausgefunden, die darauf ausgerichtet sein könnten, die Korallenbleiche zu verhindern.
‘Symbiodinium-Organismen die dazu genetisch optimiert sind ihre Symbiose mit Korallen bei steigenden Ozeantemperaturen aufrecht zu erhalten haben ein großes Potenzial global die Korallenbleiche zu reduzieren”, stellen die Forscher die Behauptung auf.
Jedoch warnt Dr. Levin, dass es sich hier nicht um eine Wunderheilung handelt, die einfach ist:
Falls die Laborexperimente zeigen, dass die genetisch veränderten Organismen von Symbiodinium die Korallenbleiche verhindern können, so würden diese genetisch modulierten Organismen dennoch nicht sofort an Korallenriffen ausgesetzt werden, bevor ausführliche und gründliche Studien nicht bewiesen hätten, dass es keine negativen Faktoren und Nebeneffekte gibt.
Um entsprechenden Fortschritt zu erzielen, wird es nötig sein, dass sich noch andere Wissenschaftler diesem Thema widmen.
“Wir haben ein erstes Grundgerüst an Gentechnik in Bezug auf Symbiodinium geschaffen. Nun ist es wichtig, dass dieses Gerüst umfangreich getestet und optimiert wird. Das ist ein großer Auftrag der überaus durch gemeinschaftlichen Einsatz begünstigt wird”, schließt Dr. Levin.
Publikation: Rachel A. Levin, Christian R. Voolstra, Shobhit Agrawal, Peter D. Steinberg, David J. Suggett, Madeleine J. H. van Oppen. Engineering Strategies to Decode and Enhance the Genomes of Coral Symbionts. Frontiers in Microbiology, 2017; 8 DOI: 10.3389/fmicb.2017.01220
Pia Gaupels
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