Anfang 2026 unterstützten wir das Masterprojekt von Jakob Bornhäuser von der Universität Bremen (Internationaler Studiengang aquatische tropische Ökologie/ISATEC). Er erforschte während eines Aufenthalts auf den Seychellen, inwieweit die Übertragung von geeigneten Korallen-Mikrobiomen die Widerstandsfähigkeit der Empfängerkorallen gegenüber marinen Hitzewellen steigern kann. Korallen sollen also einen mikrobiellen Hitzeschutz erhalten.
Was ist ein Korallen-Mikrobiom?
Nur wenig bekannt ist, dass Korallenpolypen sich mit einer Schleimschicht schützen. Diese ist protein- und kohlenhydratreich. Ein gefundenes Fressen für Bakterien und andere Mikroorganismen. Sie zersetzen den Schleim, den die Koralle kontinuierlich produziert und geben darin enthaltene Nährstoffe direkt wieder an die Koralle ab. Manche Mikroorganismen entziehen dem Meerwasser zusätzlich auch Stickstoff und geben ihn an ihren „Gastgeber“ ab.
Doch das Korallen-Mikrobiom kann noch mehr. Es entzieht Krankheitserregern die Nahrung. Wie bei Menschen wirkt es wie eine probiotische Verdauungshilfe. Zudem können sie die Hitzetoleranz der Korallen verbessern.
Bericht von Jakob Bornhäuser
Im Rahmen meiner Masterarbeit habe ich im Zeitraum von Januar bis Mai 2026 ein Forschungsprojekt auf Praslin, Seychellen, durchgeführt. Als Partner vor Ort stand mir die NGO Nature Seychelles zur Seite, bei der ich sowohl als Freiwilliger als auch zur Arbeit an meinem Projekt ein Praktikum absolvierte.
Erfolgreiche Evolution durch Teamwork
Korallenriffe sind weltweit bedroht und stehen unter enormem globalen sowie lokalen Stress. Riffbildende Korallen sind anpassungsfähig und haben sich über Jahrmillionen entwickelt und dabei sämtliche Massensterben überdauert. Teamwork scheint ein Teil des Erfolgsrezepts zu sein: Korallen sind weder nur ein Tier noch lediglich eine Pflanze. Sie sind eine Symbiose aus beidem.
Kleine tierische Polypen, verwandt mit freischwimmenden Quallen und sesshaften Anemonen, bilden einen Kolonieorganismus, den wir als Koralle kennen. Diese beheimatet pflanzliche Symbionten, die je nach Art durch Fotosynthese für einen Großteil der Energiegewinnung der Koralle verantwortlich sind.
© Brook Peterson/Ocean Image Bank
Diese Zusammenarbeit ist zwar bewährt, stößt jedoch in Zeiten von drastischem Temperaturanstieg der Meere infolge von menschengemachten Treibhausgasemissionen an ihre Grenzen.
Wenn das Erfolgsteam auseinanderbricht
Übersteigt das Wasser eine gewisse Temperatur, wird die Beziehung zwischen Koralle und Alge toxisch, bricht auseinander, und das Phänomen der Korallenbleiche tritt auf. Sie ist zwar für einige Tage bis Wochen umkehrbar, sinkt die Temperatur jedoch nicht rechtzeitig auf ein normales Niveau, stirbt die Koralle mangels Energie.
Das Mikrobiom, ein unterschätztes Teammitglied
Die Lebensgemeinschaft Koralle besteht allerdings nicht nur aus Tier und Pflanze. Insbesondere in der Schleimschicht, die Korallenpolypen zum Schutz und zur Nahrungsaufnahme um sich bilden, leben unzählige Bakterien und andere Mikroorganismen in hoher Dichte. Es handelt sich um komplexe Gemeinschaften aus Mikroorganismen wie Bakterien, Viren, Pilzen und Archaeen.
Wissenschaftler*innen haben herausgefunden, dass bestimmte, mit Korallen assoziierte Bakterien, eine große Rolle für deren Stressresistenz spielen. Denn in Experimenten konnte gezeigt werden, dass eine Transplantation des Mikrobioms hitzetoleranter Korallen die Temperaturtoleranz bei weniger hitzetoleranten Empfängerkorallen verbessert.1
Es ist jedoch nach wie vor unklar, ob man derartige probiotische Behandlungen auch bei Wiederherstellungsmaßnahmen auf Ökosystemebene anwenden kann.
Seychellen führend bei der Entwicklung von Methoden für die Restauration von Korallenriffen
In vielen Ländern, in denen es tropische Korallenriffe gibt, ist deren Restauration seit mehreren Jahrzehnten gängige Praxis.2 In den Seychellen ist die Organisation Nature Seychelles treibende Kraft bei der Weiterentwicklung von Methoden und Techniken.
Probiotische Behandlung durch Mikrobiom-Transplantation
Die Korallen für das Mikrobiom-Masterprojekt wurden von Experten von Nature Seychelles aus einem gesunden Riff entnommen. Dabei wählte man die Probengröße so klein wie möglich, um Schäden zu minimieren.
Anschließend fanden Tests zur Hitzetoleranz der Korallen statt. Hierbei kam das von Prof. Christian Voolstra und Kollegen entworfene Coral Bleaching Automated Stress System (CBASS) zum Einsatz (siehe Titelfoto). Mit CBASS lassen sich kostengünstig und schnell standardisierte Daten zur Hitzetoleranz von Korallen gewinnen.3
Ermutigend: Hitzetoleranz lässt sich von Koralle zu Koralle übertragen
Mein Projekt hatte die Zielsetzung, eine niedrigschwellige Methode der probiotischen Behandlung von Korallen zu testen. Hierzu testete ich 15 Korallenkolonien der schnell wachsenden Korallenart Acropora tenuis cf. macrostoma auf ihre Temperaturtoleranz und teilte sie anschließend in zwei Gruppen auf. Eine mit niedriger und eine mit höher Toleranz.
Es folgte die Entnahme des Schleims von Korallen aus den Kolonien mit höherer Toleranz. Der Schleim wurde auf Korallenfragmente mit niedriger Temperaturtoleranz übertragen.
Nach einer Anpassungsphase von 24 Stunden fanden dann erneute Tests auf Temperaturtoleranz statt.
Den Geheimnissen des Mikrobioms auf der Spur
Die Ergebnisse zeigen einen Trend dahin, dass sich Hitzetoleranz durch Übertragen des im Schleim befindlichen Mikrobioms steigern lassen könnte.
Es bleibt allerdings noch zu klären, ob diese Steigerung vollständig auf die mikrobielle Zusammensetzung zurückzuführen ist oder ob andere Faktoren wie Aufnahme des Schleims als Nahrung durch die Koralle eine Rolle spielen.
Außerdem wäre es spannend, das Experiment mit Korallen weiterer Arten zu wiederholen, womöglich solche, deren erhöhte Hitzetoleranz bereits nachgewiesen wurde.
Projektpräsentation auf ICYMARE 2026
Jakob Bornhäuser wird sein Projekt mit den vorläufigen Ergebnissen auf der von uns geförderten 8. ICYMARE-Konferenz für junge Meeresforschende Anfang September in Bremen vorstellen.
Kernaussagen
- Jakob Bornhäuser untersuchte in seiner Masterarbeit, ob die Übertragung von Korallen-Mikrobiomen deren Hitzetoleranz erhöht.
- Das Projekt zeigte, dass Hitzetoleranz durch Mikrobiom-Transplantation von hitzetoleranten auf weniger tolerante Korallen übertragen werden kann.
- Die Studienergebnisse werden auf der ICYMARE 2026 in Bremen präsentiert.
- Korallen-Mikrobiome bestehen aus Mikrobengesellschaften (Bakterien und andere Mikroorganismen), die in der von Korallen gebildeten Schleimschicht leben, sie gegen Krankheitserreger und Stress schützen und mit Nährstoffen versorgen.
- Doering, T., Wall, M., Putchim, L. et al. Towards enhancing coral heat tolerance: a “microbiome transplantation” treatment using inoculations of homogenized coral tissues. Microbiome 9, 102 (2021). https://doi.org/10.1186/s40168-021-01053-6. ↩︎
- Boström-Einarsson, Lisa; Babcock, Russell C.; Bayraktarov, Elisa; Ceccarelli, Daniela; Cook,
Nathan; Ferse, Sebastian C. A. et al. (2020): Coral restoration – A systematic review of
current methods, successes, failures and future directions. In PloS one 15 (1), e0226631.
DOI: 10.1371/journal.pone.0226631. ↩︎ - Evensen, N.R., Parker, K.E., Oliver, T.A., Palumbi, S.R., Logan, C.A., Ryan, J.S., Klepac, C.N., Perna, G., Warner, M.E., Voolstra, C.R. and Barshis, D.J. (2023), The Coral Bleaching Automated Stress System (CBASS): A low-cost, portable system for standardized empirical assessments of coral thermal limits. Limnol Oceanogr Methods, 21: 421-434. https://doi.org/10.1002/lom3.10555. ↩︎