Biomineralgebundene Stickstoffisotope krustenbildender koralliner Algen liefern eine Bezugsbasis zur Rekonstruktion trophischer Strategien von Korallen

Warum winzige Riffkrusten für das Überleben von Korallen wichtig sind

Korallenriffe stehen unter wachsendem Druck durch erwärmende Meere und veränderte Ozeanchemie, doch manche Korallen kommen besser damit zurecht als andere. Ein entscheidender Unterschied liegt in ihrer Nahrungsversorgung: manche teilen Energie mit ansässigen Algen, andere fangen aktiv Beute. Diese Studie zeigt, dass eine unscheinbare Gruppe rosafarbener, steiniger Meeresalgen—die krustenbildenden korallinen Algen—ein chemisches Archiv speichern, das Forschern hilft, die Flexibilität korallener Ernährungsweisen über Ozeane hinweg und durch die Zeit zu lesen.

Die Vorratskammer des Ozeans mit Riffkrusten lesen

Krustenbildende koralline Algen bilden dünne, rosafarbene Krusten, die Riffe zusammenhalten und jungen Korallen als Siedlungsgrund dienen. Da sie vollständig von Sonnenlicht und gelösten Nährstoffen abhängig sind, nehmen sie Stickstoff aus dem umgebenden Meerwasser auf, ohne die zusätzliche Verarbeitung, die in Tieren stattfindet. Der aufgenommene Stickstoff wird in ihrem harten Skelett eingeschlossen. Durch die Messung der natürlichen Stickstoffisotopen-Signatur dieses eingeschlossenen organischen Materials zeigen die Autorinnen und Autoren, dass diese Algen sehr eng die Stickstoffzufuhr in die Oberflächenschichten von unten verfolgen und so eine langlebige lokale „Baseline“ der Nährstoffbedingungen bilden.

Algen-Signale mit Korallen-Lebensweisen abgleichen

Das Team entnahm Proben von Algen und Korallen an 30 tropischen Riffstandorten im Indo-Pazifik, Atlantik, Roten Meer und Karibik. An 17 Orten konnten sie Tripel sammeln: Algen, Korallen mit inneren Algenpartnern und Korallen ohne solche Partner. An den Standorten stimmte das Stickstoffsignal der krustenbildenden korallinen Algen sehr gut mit dem nahegelegenen Subsurface-Nitrat überein, selbst dort, wo die Bedingungen von nährstoffarmem blauem Wasser bis zu Bereichen mit starkem Auftrieb oder sauerstoffarmen Zonen reichten. Symbiotische Korallen zeigten Stickstoffwerte, die den Algen ähnlich waren, während nicht-symbiotische, vollständig fressende Korallen durchgehend um einige Promille angereichert waren — ein Spiegelbild der Abfallprodukte, die beim Verdauen der Beute ausgeschieden werden.

Von chemischen Fingerabdrücken zur Balance der Nahrungsaufnahme

Da krustenbildende koralline Algen die lokale Baseline markieren, offenbart die Differenz zwischen ihrem Stickstoffsignal und dem benachbarter Korallen, wie stark Korallen auf internes Recycling gegenüber externer Nahrungsaufnahme angewiesen sind. Die Autorinnen und Autoren nutzen diese Abweichungen, um einen „trophischen Anreicherungsfaktor“ für rein fressende Korallen zu definieren und setzen symbiotische Arten auf eine Skala zwischen zwei Extremen: einem Ende, das vom Recycling innerhalb der Koralle–Algen-Partnerschaft dominiert wird, dem anderen Ende, das vom Stickstoffverlust als Abfall geprägt ist. Daraus entwickeln sie einen Reliance on Symbionts Index, der den Anteil der Energie einer Koralle schätzt, der effektiv von ihren photosynthetischen Partnern stammt, unabhängig vom lokalen Nährstoffhintergrund.

Unterschiedliche Korallen, unterschiedliche Bewältigungsstrategien

Die Anwendung dieses Index auf viele Arten aus Jamaika und Amerikanisch-Samoa und anschließend auf mehrere Korallengattungen weltweit zeigt eine große Bandbreite an Ernährungsstrategien. Einige Korallen, etwa bestimmte verzweigende und hügelförmige Arten, zeigen durchgehend hohe Abhängigkeit von internen Algen und wenig Anzeichen von Stickstoffverlust. Andere setzen stärker aufs Fangen von Nahrung oder können sich je nach lokalen Bedingungen entlang der Skala verschieben. Diese Unterschiede korrespondieren mit langfristigen Veränderungen, die auf Riffen beobachtet wurden. In Jamaika etwa sind besonders symbiontenabhängige Korallen in den letzten Jahrzehnten zurückgegangen, während flexiblere Typen häufiger geworden sind — ein Hinweis darauf, dass die Fähigkeit, die Ernährungsweise anzupassen, Korallen hilft, wiederholte Störungen zu überstehen.

Blick in die Vergangenheit, um die Zukunft der Korallen zu leiten

Weil der in krustenbildenden korallinen Algen und Korallenskelette eingeschlossene Stickstoff Millionen Jahre überdauern kann, eröffnet dieser Ansatz ein Fenster auf die Ernährungsstrategien alter Riffe. Durch den Vergleich von Isotopenwerten aus Algen, symbiotischen Korallen und nicht-symbiotischen Korallen an Stellen mit gleichzeitigen Fossilien können Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ableiten, wie stark vergangene Korallengemeinschaften von internen Algen abhängig waren und wie sich dieses Gleichgewicht während großer Umweltumbrüche verschob. Die Studie schließt, dass diese Riffkrusten eine kraftvolle Bezugsbasis zur Rekonstruktion korallener Diäten und Resilienz liefern und uns helfen, die heutige Riffkrise in einen viel tieferen historischen Kontext zu stellen.

Zitation: Jung, J., Wald, T., Foreman, A.D. et al. Crustose coralline algae biomineral-bound nitrogen isotopes provide a baseline to reconstruct coral trophic strategies. Commun Earth Environ 7, 438 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03459-2

Schlüsselwörter: Korallenriffe, krustenbildende koralline Algen, Stickstoffisotope, Mixotrophie, Photosymbiose