Computer-Modellierungsprogramm unterstützt Bemühungen zum Schutz der Korallenriffe

Ein Team von Forschern an der University of British Columbia Okanagan hat ein Computer-Modellierungsprogramm entwickelt, das Wissenschaftlern hilft, die Auswirkungen von Klimaschäden und eventuellen Wiederherstellungsplänen auf Korallenriffe auf der ganzen Welt vorherzusagen.

Laut Dr. Bruno Carturan ist dies ein entscheidender Schritt im Kampf gegen den Klimawandel, der viele Korallenarten tötet und zum Zusammenbruch ganzer Korallenriff-Ökosysteme beiträgt. Korallenriffe sind jedoch extrem komplex, was es schwierig macht, die Auswirkungen von Zerstörung und Regeneration zu untersuchen.

Problem mit realen Experimenten

Reale Experimente sind nicht praktikabel, da Forscher große Teile von Riffen, Korallenkolonien und Herbivoren-Populationen manipulieren und stören müssten. Sie müssten dann die strukturellen Veränderungen und die Artenvielfalt über mehrere Jahre hinweg überwachen.

Dr. Carturan hat kürzlich seine Doktorarbeit an der Irving K. Barber Faculty of Science abgeschlossen.

“Es ist offensichtlich, dass Experimente, die natürliche Korallenriffe stören, unethisch sind und vermieden werden sollten, während die Verwendung großer Aquarien einfach nicht machbar ist”, sagt Dr. Carturan. “Aus diesen Gründen wurden solche Experimente noch nie durchgeführt, was unsere Fähigkeit, die Artenvielfalt und die damit verbundene Widerstandsfähigkeit der Riffe vorherzusagen, behindert hat.”

Dr. Carturans aktuelle Forschung wurde in Frontiers in Ecology and Evolution veröffentlicht.

Erstellung von Korallengemeinschaften

Er verwendete Modelle, um 245 Korallengemeinschaften zu erstellen, von denen jede eine einzigartige Mischung aus neun Arten auf einer Fläche von 25 Quadratmetern aufwies. Die Modelle wurden so konzipiert, dass sie Korallenkolonien und die verschiedenen Algenarten darstellen, die zusammen wachsen, konkurrieren und sich fortpflanzen, während sie vom Klima beeinflusst werden.

Dr. Caturan sagt, dass alle wichtigen Komponenten der Modelle, einschließlich der Artenmerkmale, durch vorherige, reale Daten von 800 verschiedenen Arten informiert werden.

Das Team simulierte verschiedene Szenarien wie starke Wellen oder extreme Hitze, bevor es die Widerstandsfähigkeit jedes Modellriffs maß. Sie notierten jede Schädigung, die Erholungszeit und die Qualität des Lebensraums 10 Jahre nach der Störung.

Diese Simulationen und Szenarien führten das Team zu der Entdeckung, dass vielfältigere Gemeinschaften am widerstandsfähigsten waren, was bedeutet, dass sie besser in der Lage waren, sich von Schäden zu erholen und eine bessere Lebensraumqualität 10 Jahre nach den Störungen aufwiesen.

“Vielfältigere Gemeinschaften sind wahrscheinlicher, bestimmte Arten zu haben, die für die Widerstandsfähigkeit sehr wichtig sind”, sagte Dr. Carturan. “Diese Arten haben bestimmte Merkmale – sie sind morphologisch komplex, konkurrierend und haben eine gute Fähigkeit, sich zu erholen. Wenn sie in einer Gemeinschaft vorhanden sind, erhalten diese Arten die Qualität des Lebensraums nach der Störung aufrecht oder verbessern sie sogar. Im Gegensatz dazu wurden Gemeinschaften ohne diese Arten oft von schädlichen Algen dominiert.”

Er sagt auch, dass die Korallenvielfalt die Stärke und zukünftige Gesundheit der Korallenriffe bestimmt.

“Was einzigartig an unserer Studie ist, ist, dass unsere Ergebnisse auf die meisten Korallengemeinschaften der Welt anwendbar sind. Durch die Messung der Auswirkungen der Vielfalt auf die Widerstandsfähigkeit in über 245 verschiedenen Korallengemeinschaften überlappt der Bereich der Vielfalt wahrscheinlich die tatsächliche Korallenvielfalt, die in den meisten Riffen gefunden wird.”

Die neue Studie bietet auch einen Rahmen, um diese Ökosysteme erfolgreich zu verwalten und die Wiederherstellung der Korallenriffe zu unterstützen, indem sie zeigt, wie die Widerstandsfähigkeit der Korallengemeinschaften durch etablierte Kolonien von Arten mit komplementären Merkmalen verwaltet werden kann.

“Es ist ein sehr reales und trauriges Ergebnis, dass wir eines Tages diese wichtigen Arten verlieren könnten”, schlussfolgert Dr. Carturan. “Unser Modell könnte verwendet werden, um zu experimentieren und vielleicht zu bestimmen, ob der Verlust dieser Arten durch andere, widerstandsfähigere Arten kompensiert werden kann, die den eventuellen Zusammenbruch der Riffe verhindern würden.”