Welche Arten profitieren vom Klimawandel und welche geraten unter Druck? Eine internationale Studie unter Beteiligung der FAU zeigt, dass evolutionärer Erfolg keinen festen Regeln folgt. Am Beispiel von Korallen weisen die Forschenden nach, dass selbst erfolgreiche Lebensstrategien ihren Vorteil verlieren können, wenn sich Umweltbedingungen verändern.

Die Ergebnisse, die jetzt in den Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) veröffentlicht wurden, liefern wichtige Erkenntnisse für das Verständnis heutiger Biodiversitätskrisen und der Folgen des Klimawandels.

„Unsere Analysen zeigen, dass keine Lebensweise dauerhaft überlegen ist“, sagt Prof. Wolfgang Kießling, Paläontologe an der FAU und Koautor der Studie. „Ob Arten erfolgreich sind, hängt entscheidend von den Umweltbedingungen ab. Die Erdgeschichte macht deutlich, wie stark sich die Regeln des Überlebens im Laufe der Zeit verändern können.“

Korallen als Forschungsmodell

Im Mittelpunkt der Untersuchung stehen zwei Gruppen von Korallen mit unterschiedlichen Überlebensstrategien. Riffbildende Korallen leben in enger Symbiose mit Algen, die Licht für ihren Stoffwechsel benötigen. Diese Partnerschaft ermöglicht ein schnelles Wachstum und den Aufbau großer Riffe, macht die Korallen jedoch zugleich abhängig von Licht und stabilen Umweltbedingungen. Die zweite Gruppe kommt ohne diese Symbiose aus und besiedelt auch größere Wassertiefen.

Mithilfe umfangreicher Fossildaten, statistischer Modellierungen und Verfahren der künstlichen Intelligenz rekonstruierten die Forschenden die Entwicklung beider Strategien über rund 500 Millionen Jahre Erdgeschichte. Die ältesten in der Studie berücksichtigten Korallen sind 470 Millionen Jahre alt. Die Auswertung zeigt, dass die heute dominierenden riffbildenden Korallen nicht zu allen Zeiten die erfolgreicheren Organismen waren. Über lange Zeiträume besaßen Korallen ohne Algensymbiose Vorteile. Erst mit dem Aufstieg moderner Steinkorallen in der Trias vor rund 245 Millionen Jahren entwickelte sich die Symbiose zum entscheidenden Erfolgsfaktor.

„Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Symbiose zwischen Korallen und Algen kein grundsätzlich überlegenes Erfolgsmodell ist“, sagt Prof. Wolfgang Kießling. „Ob sie einen Vorteil bietet, hängt entscheidend von den jeweiligen Umweltbedingungen ab. Die Regeln des Überlebens haben sich im Laufe der Erdgeschichte also mehrfach verschoben.“

Lehren für den Klimawandel

Die Ergebnisse helfen auch dabei, aktuelle Entwicklungen besser einzuordnen. Symbiotische, lichtabhängige Riffkorallen reagieren besonders empfindlich auf kurzfristige Erwärmung, etwa infolge von Korallenbleichen. Nicht-symbiotische Arten in tieferen Gewässern sind gegenüber solchen Stressfaktoren weniger anfällig. Langfristig werden jedoch auch sie von steigenden Temperaturen betroffen sein und ihre Verbreitungsgebiete verändern müssen.

Die Studie verdeutlicht, dass es keine einheitliche Strategie zum Schutz von Korallen gibt. Stattdessen müssen unterschiedliche ökologische Eigenschaften und Reaktionen auf Umweltveränderungen berücksichtigt werden.

Originalpublikation: The contingent advantage of photosymbiosis in coral evolution | PNAS