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Korallen, die Überlebenskünstler der Tiefsee

Von Jan-Henner Reitze

In einem kleinen Kahn schippert der Biologe Carl Dons vor mehr als 80 Jahren durch die Fjorde Norwegens. Er sammelt Proben vom Meeresboden und macht dabei eine schier unglaubliche Entdeckung: Auf dem Grund der Fjorde - 8.000 Kilometer vom Äquator entfernt, in absoluter Dunkelheit - leben Korallen.
Fasziniert von seinem Fund beschrieb Carl Dons die Überlebenskünstler in den 30er Jahren in seinem Buch „Die See“. Dennoch wollte lange niemand glauben, dass es auf dem Grund des kalten Nordmeeres tatsächlich Korallen gibt. Und das, obwohl an der Küste immer wieder Korallenbruchstücke angespült wurden und sich norwegische Fischer schon seit jeher über die vermeintlichen Pflanzen wunderten, die ihre Netze kaputt machten. Für Carl Dons waren die Fischer eine wichtige Informationsquelle gewesen, denn sie halfen ihm, die Stellen im Fjord zu finden, wo die Korallen lebten.

Überleben in der Dunkelheit

Von den Forschungsergebnissen des Carl Dons sollte auch André Freiwald profitieren. Der Geologe an der Universität Erlangen ist den unbekannten Tiefseebewohnern seit 1998 auf der Spur. In Zusammenarbeit mit Forschern aus ganz Europa hat er Hinweise auf Korallen vom Nordkap bis nach Mauretanien gesammelt. Sie bilden auf einer Länge von 4500 Kilometern eine lockere Riffstruktur, die sich entlang der Kante der europäischen Kontinentalplatte zieht. Hier ist die Strömung besonders stark und das Meerwasser bringt viel Plankton mit. Ohne diese Kleinstlebewesen hätten die Korallen keine Überlebenschance, denn in die Tiefen des Ozeans dringt kein Sonnenlicht vor. Damit haben die Korallen keine Möglichkeit - wie ihre tropischen Verwandten - eine Symbiose mit Algen einzugehen, die Fotosynthese betreiben und dabei Zucker produzieren. Davon geben die Algen ihren Trägern, den tropischen Korallen, etwas ab. Im Gegenzug profitieren die Algen von den Nährstoffen, die die Korallen ausscheiden.
In der Tiefsee aber können die Algen nicht überleben. Die Kaltwasserkorallen müssen sich also selbst versorgen. Mit ihren Tentakeln fischen sie Plankton aus dem Wasser und überstehen so auch die widrigen Bedingungen in über 3000 Meter Tiefe. 
Dabei ist noch längst nicht sicher, ob alle Korallenriffe in der Tiefsee bereits entdeckt sind, denn erst zehn Prozent des Meeresbodens wurden bis heute kartiert. Damit kennen wir diese Regionen unseres eigenen Planeten schlechter als die Oberfläche des Mondes. Um die unbekannten Tiefen zu erkunden, gehen Geologen auf Tauchstation, tasten den Meeresboden mit einem speziellen Fächerlot ab und erstellen damit 3-D-Karten des Reliefs. So arbeitet auch André Freiwald. Er will bisher unbekannte Verbreitungsgebiete der Korallen finden und herausfinden, ob es die Korallen bis in die Fjorde Norwegens geschafft haben. „Die Fjorde sind wie Mini-Ozeane“, sagt Freiwald. Entstanden sind sie während des Eiszeitalters, als mächtige Gletscher große Kerben in den Fels gefräst haben. So haben sich Schluchten mit Hunderten Metern Tiefe gebildet, die bis zu den Ozeanrändern reichen. Von dort aus strömt nährstoffreiches Meerwasser weit in die Fjorde hinein - ideale Bedingungen für die Tiefseekorallen.

Kaltwasserkorallen: links in Stjernsund in 220 m Tiefe, mittig und rechts Lophelia pertusa im Oslo-Fjord © IFM Geomar

Um die Unterwasserbewohner im hohen Norden zu finden, tauchte Geologe Freiwald nicht sofort ins kalte Meerwasser ab, sondern durchstöberte zuerst die Bibliothek. Dort stieß er auf das schon beinahe in Vergessenheit geratene Buch des Norwegers Carl Dons. Er war sofort beeindruckt, denn mit einfachen Mitteln hatte Carl Dons bereits einiges über die Korallen herausgefunden und sogar Fotos und Zeichnungen von ihnen angefertigt. „Er hat eine vollständige Artenliste erstellt“, sagt André Freiwald. Für seine Forschungen standen Dons dabei kaum Hilfsmittel zur Verfügung. So konnte der Forscher die Korallen auch nicht in ihrem Lebensraum unter Wasser beobachten.
Genau das hat André Freiwald jetzt vor. Um mehr über die Tiefseekorallen herauszufinden, will er ins Nordmeer aufbrechen und dort nach den Korallen suchen. Aber wo soll das Tauchboot zu Wasser gelassen werden? Wiederum wird Carl Dons zu Rate gezogen. „Die Auswertung der historischen Dokumente ist eine wichtige Inspirationsquelle. Gerade in unbekanntem Gebiet lernt man doch sehr viel über die Suchstrategie. Vor der Frage 'Wo fange ich eigentlich an, meine Geräte einzusetzen?' steht jeder Forscher, der zur See fährt. 'Was ist eine günstige Stelle?' Und das ist genau die Taktik, die Carl Dons in seinem Buch ausführlich schildert“, sagte Freiwald dem ZDF. Carl Dons begann seine Erforschung der Korallen nämlich genauso wenig wie Freiwald in den Fjorden. Statt in die Bibliothek zu gehen, reiste er durch Norwegen, um mit den ansässigen Fischern zu sprechen. Die berichteten ihm von den Stellen im Fjord, wo es besonders viele Fische gab, gleichzeitig aber scharfkantige Pflanzen ihre Netze aufschlitzten. An diesen Stellen vermutete Dons die Riffe - und fand sie.

Am Grund des Fjords

Dank Carl Dons Hilfe und modernstem technischen Gerät glauben Freiwald und sein Team, mittlerweile die richtige Stelle für den Tauchgang gefunden zu haben. Im Stjernsund, einem Fjordkanal, wird das Tauchboot  Jago zu Wasser gelassen. André Freiwald ist selbst mit an Board und kann sich bald mit eigenen Augen überzeugen: In 285 Metern Tiefe tauchen plötzlich Korallen im Scheinwerferlicht des U-Boots auf. „Für mich sind diese Fahrten mittlerweile Routine“, sagt der erfahrene Seefahrer. Bei der ersten Fahrt mit dem Tauchboot musste der Forschungsgedanke aber trotz dieser Routine noch zurückstehen. „Da habe ich nur gestaunt“, so Freiwald. Kein Wunder: Am Grund des Fjords wimmelt es von Leben. Neben Schwämmen, Muscheln und Krebsen huschen auch immer wieder Fische vor den Sichtfenstern des U-Bootes vorbei. Die Kameras, mit denen das U-Boot ausgestattet ist, können die Artenvielfalt kaum einfangen. „Wenn man selbst unten ist und mit eigenen Augen dabei, sieht man viel mehr. So groß ist der Beobachtungsradius der Kameras dann doch nicht“, sagt André Freiwald. Unzählige Lebewesen zählt der Geologe am Grund des Fjords.

Expedition in Norwegen. Links: Das Forscherteam um Ulf Riebesell betrachtet einen eingesammelten Korallenstock im Oslo-Fjord. Mittig: Tauchboot Jago wird zurück an Bord geholt. Rechts: Andre Freiwald mit Lophelia pertusa © IFM Geomar

Während die Forscher in den Riffen der Kaltwasserkorallen dabei über 1000 Fisch-, Muschel- und andere Tierarten registrieren, können die Kaltwasserkorallen in ihrer Vielfalt da nicht mithalten. Im Norden sind bisher nur zehn Arten bekannt, am häufigsten kommt  Lophelia vor. Anders sieht das in den bunten Korallenriffen am Äquator aus. Dort leben 800 Arten, die außerdem auch viel schneller wachsen als ihre Verwandten im Kaltwasser. Die legen Im Jahr höchstens 2,5 Zentimeter zu, die meisten Arten sogar wesentlich weniger. Die tropischen Korallen wachsen dagegen in der gleichen Zeit bis zu 15 Zentimeter. Dafür kommen die Kaltwasserkorallen mit Temperaturen zwischen 4 und 13 Grad Celsius aus.
In ihrem Aufbau haben die sonst so verschiedenen Korallen aber einiges gemeinsam. Die Nesseltiere sondern das aus dem Wasser und der Nahrung gewonnene Calciumkarbonat als Kalk ab. So bilden sie das Skelett der Riffe. Das bisher höchste Riff aus  Kaltwasserkorallen fanden Forscher vor der Küste Irlands: Es ist 200 Meter hoch. Da die Korallen so langsam wachsen, muss das Riff bereits mehre Tausend Jahre alt sein. 

Geschichtsbuch für Forscher - Lebensraum für Fische

Damit ist es eine Schatzkammer für Klimaforscher, denn Proben aus den Tiefen des Riffs erzählen die Geschichte der Ozeane. So verraten sie beispielsweise, wie sich die Wassertemperaturen in den vergangenen Jahrtausenden entwickelt haben. Der Grund: Welches Calcium-Isotop, also welche Sorte von Calcium-Atomen, beim Wachstum von der Koralle aufgenommen und im Skelett abgelagert wird, hängt von der Wassertemperatur ab. Analysieren die Forscher die Isotope aus unterschiedlich alten Schichten des Riffs, können sie also im Geschichtsbuch der Meere blättern und mehr über vergangene Klimaperioden erfahren.

Im Visir: Lebensraum Korallenriff. Links: Kaiserkrabbe. Mittig: Blick aus dem Tauchboot. Rechts: Fisch Bromse bromse © IFM Geomar

Fischen und anderen Tieren bietet die Skelettstruktur einen unvergleichbaren Lebensraum. Die zahlreichen Nischen und Höhlen schützen vor Feinden. Rotbarsch, Kabeljau und Seelachs legen hier ihre Eier ab. Wie groß die Bedeutung der Riffe für diese Fische wirklich ist, konnten Forscher noch nicht endgültig klären. Es mehren sich allerdings die Hinweise, dass die Oasen der Tiefe regelrechte Verteilerzentren für das Leben im Ozean sind. Damit scheint auch die Bedeutung für den Menschen klar: Als Kinderstube der Fische sichern die Riffe den Bestand der Speisefische. Aber noch bevor Forscher die Bedeutung der Riffe vollständig untersucht haben, sind diese Lebensräume schon gefährdet.
Gefahr droht besonders von der Fischerei mit Schleppnetzen. Die 50 Meter breiten Netze sind mit Rollen und Metallschienen beschwert. Wie einen Acker durchpflügen sie den Meeresboden und hinterlassen nur Brache. Der Fischreichtum wird den Kaltwasserriffen im offenen Meer zum Verhängnis. In den vergangenen 20 Jahren hat die Schleppnetzfischerei immer mehr zugenommen. Die Netze dringen mittlerweile in 1500 Meter Tiefe vor. Auch in den Fjorden Norwegens sind die Riffe vor den Schleppnetzen der Fischer nicht sicher. „Die Riffe sind hier aber so steil, das die Schleppnetzfischerei schwierig ist“, sagt André Freiwald.
Besonders schwer gezeichnet sind die Darwin Mounds vor der Küste Schottlands. Um dieses Riff zu schützen darf dort nun nicht mehr mit Schleppnetzen gearbeitet werden. Gleiches gilt für Riffe vor der Küste Irlands und auch Norwegens.
Eine weitere Gefahr ist die  Übersäuerung der Meere. Durch die steigende Konzentration von Kohlendioxid in der Atmosphäre verändert sich auch das Meerwasser.  „Doch die genauen Folgen der zunehmenden Übersäuerung der Meere, lässt sich heute noch nicht eindeutig voraus sagen“, sagt Gerold Wefer vom DFG-Forschungszentrum Ozeanränder in Bremen.
Mit diesen Fragen beschäftigt sich auch André Freiwald. Nach seinem Tauchgang in die norwegischen Fjorde will er nun die Aufnahmen und Bohrproben auswerten. Für die Ergebnisse werden sich auch andere Wissenschaftler interessieren, denn nur wenn die Forscher in Europa zusammenarbeiten, kann ein vollständiges Bild des Korallenbestandes in den Meeren entstehen. Die EU-Kommission starte im April 2005 zur Erforschung der Ozeanränder Europas das Hermes-Projekt. Damit werden Forschungsprojekte koordiniert und gefördert. Insgesamt stehen dafür 15 Millionen Euro zu Verfügung. Ziel ist es, das Ökosystem Meer zu verstehen und zu schützen. André Freiwald leitet das Teilprojekt zur Erforschung der Kaltwasserkorallen. Mindestens noch bis 2008 wird er deshalb auch noch häufiger die europäischen Meere auf der Suche nach Korallenriffen befahren. Und beim ersten Tauchgang wohl immer noch zuerst ein paar Minuten staunen.


Dieser Beitrag entstand im Zuge des EuroScience Open Forum (ESOF) 2006.


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