Auswirkungen von Temperatur, Hyposalinität und abnehmender Spermienkonzentration auf Befruchtung und embryonale Entwicklung bei Acropora tumida und Platygyra carnosa

Warum die ersten Schritte von Korallenlarven wichtig sind

Korallenriffe beginnen mit unsichtbaren Ereignissen: Wolken aus Eiern und Spermien, die an wenigen Nächten im Jahr ins Meer freigesetzt werden. Wenn diese Zellen sich nicht treffen, verschmelzen und zu gesunden Larven heranwachsen, können ganze Riffe langsam verschwinden, selbst wenn die erwachsenen Korallen noch lebendig aussehen. Diese Studie stellt eine einfache, aber dringliche Frage für die bereits belasteten Korallengemeinschaften Hongkongs: Wenn das Meer nach starken Regenfällen plötzlich wärmer oder kälter und deutlich weniger salzig wird und zudem weniger Spermien im Wasser sind, weil die Riffe geschädigt sind, können Korallen dann noch gut genug reproduzieren, um sich zu erholen?

Stürmische Meere und sich verändernde Küsten

Hongkong liegt in einer „randständigen“ Korallenregion, in der Temperatur und Salzgehalt das ganze Jahr über stark schwanken. Der Klimawandel verstärkt diese Schwankungen, denn marine Hitzewellen und stärkere Regenstürme fallen inzwischen häufiger in die Korallenlaichzeit im späten Frühling und Frühsommer. Starke Niederschläge schieben für Tage bis Wochen große Schichten salzarmer Wassermassen über Küstenriffe, genau dann, wenn Korallen ihre Eier und Spermien freisetzen. Gleichzeitig führt die vom Menschen verursachte Schädigung der Riffe dazu, dass weniger Kolonien dicht beieinander stehen, sodass die freigesetzten Spermien durch Wellen und Strömungen schnell verdünnt werden.

Test der Korallenreproduktion im Labor

Die Forschenden sammelten Eier und Spermien von zwei häufigen Steinkorallenarten, Acropora tumida und Platygyra carnosa, in einem Meerespark in Hongkong. Im Labor mischten sie in kontrollierter Weise bekannte Spermienzahlen mit kleinen Eimengen unter Kombinationen aus drei Temperaturen (eine kühlere Einstellung, der lokale Durchschnitt und eine wärmere Einstellung) und vier Salzkonzentrationen, von normalem Meerwasser bis sehr frisch, regenverdünntem Wasser. Durch Wiederholung über ein breites Spektrum von Spermienkonzentrationen konnten sie nicht nur sehen, wie viele Eier befruchtet wurden, sondern auch wie viele Embryonen sich normal entwickelten oder missgebildet waren.

Wenn Süßwasser und dünne Spermienwolken aufeinandertreffen

Der schädlichste Faktor für die Befruchtung war niedrige Salinität. Wenn der Salzgehalt auf Werte sank, wie sie bei starken Regenfällen in Hongkong typisch sind, fiel der Befruchtungserfolg bei beiden Arten um etwa 80 %, selbst wenn reichlich Spermien vorhanden waren. Bei einem milderen Salinitätsabfall zeigte A. tumida bereits deutlich geringere Befruchtung, während P. carnosa etwas toleranter war. Wichtig ist, dass das Team feststellte, dass das einfache Hinzufügen von mehr Spermien die Wirkung des frischeren Wassers teilweise ausgleichen konnte: Um unter niedriger Salinität das gleiche Befruchtungsniveau zu erreichen, wurden viele mehr Spermien benötigt. Das ist im offenen Meer problematisch, wo weniger adulte Kolonien und starke Durchmischung bedeuten, dass die Spermienkonzentrationen oft viel niedriger sind als in standardmäßigen Laborversuchen.

Hitze, Kälte und missgebildete Embryonen

Temperaturschwankungen hatten artspezifische Effekte. Bei A. tumida reduzierten sowohl kühlere als auch wärmere Bedingungen als normal den Befruchtungserfolg, was darauf hindeutet, dass diese Art für diese Lebensphase einen engen Temperaturbereich bevorzugt. Bei P. carnosa verringerte kühlere Temperatur die Befruchtung, während etwas wärmeres Wasser die Befruchtung sogar leicht verbesserte, was andeutet, dass die aktuelle Laichzeit dieser Art möglicherweise etwas kühler ist als optimal. Verfolgte man jedoch die Embryonen nach der Befruchtung, zeigte sich ein anderes Stressmuster. Ein moderater Salinitätsabfall verursachte bei beiden Arten, grob geschätzt, bei einem Drittel bis fast der Hälfte der Embryonen eine abnorme Entwicklung. Wärmeres Wasser erhöhte die Anzahl abnormaler Embryonen bei P. carnosa deutlich, während kühleres Wasser A. tumida stärker beeinträchtigte. Diese deformierten Embryonen werden wahrscheinlich nicht zu gesunden, schwimmfähigen Larven, die sich absetzen und neues Riff aufbauen können.

Was das für die Riffe der Zukunft bedeutet

Zusammen genommen zeigt die Studie, dass salzärmeres Meerwasser durch starke Regenfälle, Temperaturschwankungen von nur wenigen Grad und schwindende Spermienvorräte durch degradierte Riffe gemeinsam die Korallenreproduktion bereits in ihrem allerersten Schritt ersticken können. Selbst wenn einige adulte Korallen Hitzewellen und Verschmutzung überstehen, werden deutlich weniger befruchtete Eier und normal entwickelte Embryonen produziert, sodass zu wenige junge Korallen vorhanden sind, um Verluste zu ersetzen. Für randständige Korallengemeinschaften wie die in Hongkong könnte dieser reproduktive Engpass darüber entscheiden, ob Riffe bestehen bleiben oder stillschweigend verschwinden. Die Ergebnisse unterstreichen, dass der Schutz von Laichgebieten, die Begrenzung weiterer Riffschädigung und die Priorisierung von Wiederherstellungsmaßnahmen in gefährdeten Küstenbereichen wesentlich sind, damit sich Korallenbestände in einem zunehmend chaotischen Klima weiter erneuern können.

Zitation: Chang, T.K.T., Chan, J.T.C., Cheung, B.C.T. et al. Effects of temperature, hyposalinity, and diminishing sperm concentration on fertilisation and embryonic development in Acropora tumida and Platygyra carnosa. Sci Rep 16, 14338 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-41257-0

Schlüsselwörter: Korallenreproduktion, Klimawandel, Salinitätsstress, thermischer Stress, Riffe in Hongkong