Frau Gates und die Superkoralle


Eine Meeresbiologin greift in die Evolution ein: sie züchtet Retortenkorallen, die dem Klimawandel standhalten sollen. Kritiker vergleichen sie mit Monsanto. Von Claus Hecking für Die Zeit.

Coconut Island – Die Frau, die der Evolution Beine machen will, steht inmitten einer Traumkulisse und scheint gegen die grandiose Schönheit von Hawaiis Kāne’ohe-Bucht immun zu sein. Ihr schmuckloses Büro hat Ruth Gates auf die Herbsttemperaturen ihrer englischen Heimat heruntergekühlt, sich gegen das tropische Licht eine getönte Brille aufgesetzt. Sie und ihre Kollegen arbeiten in einem Labor des Hawaii Institute of Marine Biology der Universität Hawaii auf Coconut Island. Palmen säumen die kleine Koralleninsel, das Wasser schillert türkis und dunkelblau. Filme wie Fluch der Karibik wurden in dieser Bucht gedreht, aber es ist nicht deren Schönheit, die Ruth Gates hierhin gezogen hat. Es ist der Tod. Der Tod der Korallen, die die Welt der Kāne’ohe-Bucht erst erschaffen haben.

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Nur ein paar Bootsminuten vor Coconut Island wächst eine Kolonie von Reiskorallen in drei Metern Tiefe. Regelmäßig tauchen Gates und ihre Mitarbeiter hinunter und beobachten, wie sie sich verändert. Es beginnt mit einer Farbe. Und es sieht anfangs wunderschön aus. Porzellanweiß sind die äußersten Spitzen der Korallen: als wäre frischer Schnee gefallen auf die äußersten Zweige eines Baumes, während darunter noch alles grün und braun leuchtet. Noch ist Leben in der Kolonie, doch Gates weiß: Wenn das Wasser in der Bucht nicht bald abkühlt, wird sich die Kolonie nicht regenerieren. Dann wird sich das Weiß ausbreiten, sich hineinfressen ins Innere der Kolonie, bis schließlich alles ausgeblichen ist. »Und dann fällt der Vorhang«, sagt Ruth Gates.

Die britische Meeresbiologin ist ein nüchterner Typ, unsentimental und pragmatisch. Doch dieses Porzellanweiß jagt ihr und Forschern auf der ganzen Welt Angst ein. Denn es symbolisiert das Sterben jener Lebewesen, die für Vielfalt und Vitalität der Meere stehen: Korallen. In vielen Riffen ist die verschwenderische Farbigkeit in den vergangenen Jahren dem Weiß gewichen, wie bei der Reiskorallenkolonie vor Coconut Island. Als Korallenbleiche ist das Phänomen berühmt worden, und nahezu alle Wissenschaftler fürchten, dass es in einigen Jahrzehnten gar keine Korallenriffe mehr geben könnte. Sie gehen davon aus, dass die Lebensgemeinschaft aus Korallenpolyp und seinem einzelligen Untermieter und Ernährer nicht mit der rapiden Veränderung Schritt halten kann, die der Klimawandel mit sich bringt.

Doch was wäre, wenn man dem Traumpaar beim Überleben helfen könnte? Wenn man es trainieren könnte, sich an die Zukunft anzupassen? Diese Fragen hat sich Ruth Gates jahrzehntelang gestellt. Nun hat die burschikose Mittfünfzigerin die Antwort gefunden. »Wir züchten Superathleten«, sagt sie: Korallen aus dem Labor, die mit dem Klimawandel fertigwerden können.

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Eine gesunde und eine ausgebleichte Koralle

Seit Jahrhunderten greifen Menschen in den Lauf der Natur ein. Sie züchten Kühe, Mais oder Hühner. Aber Korallen zu züchten, das hat vor Ruth Gates noch niemand versucht. Deswegen ist ihre Arbeit extrem umstritten. Ihre Mitarbeiter wie auch ihre privaten Geldgeber, die ihr Millionen zur Verfügung gestellt haben, huldigen der Britin. Ihre Kritiker hingegen, so erzählt sie, hätten ihr Labor als ein »Monsanto der Korallenriffe« tituliert. Denn im Bestreben, die Riffe zu retten, könnte sie die empfindlichen Ökosysteme für immer verändern.

»Wir beschleunigen hier die Evolution«, sagt Gates. »Nur so können wir die Überlebenschancen erhöhen, statt den Tod mitanzusehen.« Sie hat genug vom Zuschauen, Lamentieren und Warnen ihres Berufsstandes. Schon vor Jahren haben die Meeresbiologen nachgewiesen, dass der Klimawandel Hauptverursacher der verheerenden Korallenbleichen ist, die weltweit die tropischen Riffe zerstören. Den Ausstoß von Kohlendioxid, dem Hauptverursacher des Treibhauseffekts, hat diese Erkenntnis nicht gebremst. Dieser Tage diskutiert die Diplomatenwelt im marokkanischen Marrakesch mal wieder darüber, wie man die CO2-Emissionen mindern könnte. Es ist das erste Treffen nach der bahnbrechenden Klimakonferenz von Paris, bei der die Staaten der Welt sich darauf verständigten, die Erwärmung auf weniger als 2 Grad zu beschränken. Aber selbst ein Plus von 1,8 oder 1,9 Grad würde nicht reichen, um die Korallenriffe zu retten. Und des designierte US-Präsident Donald Trump will das Abkommen aufkündigen.

Die globale Erwärmung droht die Korallen weltweit auszulöschen. Schon bei einem durchschnittlichen Temperaturanstieg um 1,5 Grad würde die Hälfte aller Riffe zerstört, prognostizierten Experten des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung und der University of Queensland in Brisbane, Australien, 2012 in einer gemeinsamen Studie. Das 1,5-Grad-Ziel ist aber kaum noch erreichbar; schon 2 Grad Erwärmung wären aus heutiger Sicht ein mittleres Wunder. Und bei mehr als 2 Grad werden Korallen »nicht länger prominenter Teil unserer Küsten-Ökosysteme sein«, schreiben die Forscher.

Ein Viertel aller Fischarten lebt in Korallenriffen

So geht es seit Jahren: Die Wissenschaftler haben ihre Ergebnisse der Öffentlichkeit verkündet, haben Entscheidungsträger in Politik und Wirtschaft aufgefordert, den Treibhausgasausstoß zu reduzieren. Vergebens. Der CO2-Gehalt der Atmosphäre steigt immer weiter. Und in den vergangenen 18 Jahren haben drei globale Korallenbleichen stattgefunden, die größte davon 2016. Auf den Malediven, in der Karibik oder im Südpazifik, vor Hawaii oder rund um Thailands Trauminsel Ko Phi Phi, überall traf es die Korallen. Die verheerendste Bleiche ereignete sich am Great Barrier Reef vor Australiens Ostküste. 93 Prozent aller Teilriffe wurden befallen, fast jede vierte Koralle starb.

Gesunde Korallenriffe sind Paradiesgärten. Schillernde, bunte Gebilde voll mit Leben: Fische, Schildkröten, Kraken, Muscheln, Seesterne. Obwohl Riffe nur 0,1 Prozent der von Ozeanen bedeckten Fläche einnehmen, lebt rund ein Viertel aller Fischarten zumindest zeitweise in diesen Ökosystemen. Sterben die Riffe ab, werden viele Arten für immer verschwinden.

Tropische Steinkorallen sind Blumentiere: wenige Millimeter kleine Polypen, die in Kalkskeletten leben, die sie selbst durch ihre Ausscheidungen gebaut haben. Sie leben in Symbiose mit Zooxanthellen: winzigen einzelligen Organismen, die sich auf dem Korallengewebe ansiedeln. Diese Kreaturen versorgen die Korallen im Gegenzug mit Energie und verleihen ihnen die bunten Farben. Ruth Gates zeigt ein gesundes Exemplar unter dem Mikroskop: Tausende rote Punkte sind zu sehen. Es sind die Mikroorganismen, die sich auf den Tentakeln festhalten.

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Doch steigende Wassertemperaturen destabilisieren diese uralte Partnerschaft. Zu viel Wärme stresst die Mikroalgen. Sie produzieren Giftstoffe und werden von der Koralle abgestoßen. Ruth Gates’ Mitarbeiterin schiebt einen zweiten Objektträger unter das Mikroskop. Die Tentakel tragen nur noch wenige Punkte – und dort, wo sie verschwunden sind, bleibt auch von den Tentakeln nicht mehr viel übrig.

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Die Koralle bleicht aus und wird geschwächt. Kühlt sich das Wasser nicht binnen weniger Wochen ab und kehren die Zooxanthellen nicht zurück, so verhungert die Koralle. Übrig bleibt nur das Kalkskelett. Nach und nach überwuchern Algen die Überreste, früher oder später zerstören dann starke Wellen und Strömungen die Ruinen. Die Fische verlieren ihren Lebensraum, die Fischer ihre Beute, Hotels und Tauchschulen ihre Kunden, und vor allem: die Küsten ihr wichtigstes Bollwerk gegen Stürme, Erosion, Brandung und Tsunamis. Nach Zahlen der UN sind mindestens 275 Millionen Menschen weltweit auf Korallenriffe angewiesen.

Weil Gates nicht länger zusehen will, wie diese Lebensräume verschwinden, ist sie in die Kāne’ohe Bay gekommen. Denn hier gibt es besonders starke, besonders widerstandsfähige Korallen: das perfekte Ausgangsmaterial, um »Superathleten« zu erschaffen, wie Gates sagt. Die örtlichen Korallen haben schon einiges überstanden. Jahrzehntelang wurde diese Bucht von ungeklärten Abwässern der 35 000-Einwohner-Stadt Kāne’ohe und einer nahen Militärbasis verdreckt. Algenteppiche überwucherten die absterbenden Korallen; die Riffe schienen für immer verloren.

Doch als in den 1980er Jahren die Bucht gereinigt und das Abwasser geklärt wurde, geschah ein kleines Wunder: Die Riffe blühten wieder auf. Und einige der zurückgekehrten Korallenarten erwiesen sich als so stressresistent, dass sie auch mehrere Bleichen überlebten, die letzte davon im vergangenen Sommer. »Jede Korallenart ist anders: wie sie sich ernährt, wie sie sich vermehrt, wie sie auf steigende Wassertemperaturen und Versauerung des Wassers reagiert«, sagt Ruth Gates. »Ich hasse es, wenn Menschen einfach dahersagen: ›Alle Korallen sind in 50 Jahren sowieso tot.‹«

„Jedes Gemüse auf unserem Esstisch ist gezüchtet. Aber bei Korallen wird ein Problem daraus gemacht.“

Die Abwässer und die Bleichen haben die Vorarbeit für Gates geleistet. Sie waren bereits Auslesefaktoren. Einige Spezies, darunter auch die Reiskoralle, haben sich als besonders stark erwiesen. Aus ihnen wollen Gates und ihre Forscher die Superkoralle züchten – eine Art, die auch in höheren Temperaturen und saurerem Wasser überleben kann. Denn weil die Meere immer mehr Kohlendioxid aufnehmen, sinkt ihr pH-Wert; den Korallen fällt es dann schwerer, ihr Kalkskelett zu bilden. Also kreuzen die Forscher die Überlebenden miteinander. Und sie trainieren die Korallen und deren Zooxanthellen, indem sie die Lebensgemeinschaft künstlich schlechteren Umweltbedingungen aussetzen, um ihre Widerstandsfähigkeit zu steigern.

Mal erwärmen sie das Wasser wochenlang um einige Zehntel Grad, mal senken sie den pH-Wert ab. So simulieren sie den Klimawandel; denn in der Luft sorgt das Kohlendioxid für höhere Temperaturen; im Meer lässt es die Ozeane versauern. Manche Korallen sterben dabei. Mit den Überlebenden forscht Gates weiter. »Man könnte sagen, wir selektieren die Besten, trainieren sie, ernähren sie gut und paaren sie mit anderen Sportlern: in der Hoffnung, dass Superathleten herauskommen«, sagt Gates.

Ihre Kritiker halten es für unethisch, dass Menschen so in die evolutionären Prozesse eingreifen. »Alles, was wir machen, findet so irgendwann auch in der Natur statt, nur dauert es viel länger. Wir können keine Zeit mehr verlieren, dafür ändert sich das Klima zu schnell«, rechtfertigt sich Gates. »Der Mensch verändert seine Umwelt seit Tausenden von Jahren. Jedes Haustier, jedes Gemüse auf unserem Esstisch ist selbstverständlich gezüchtet. Aber bei Korallen wird ein Problem daraus gemacht.«

Ihr neuestes Züchtungsmaterial haben sich die Wissenschaftler am 7. August beschafft. Es war fünf Tage nach Neumond im Hochsommer: Fortpflanzungsnacht in der Kāne’ohe-Bucht. Pünktlich um 20.45 Uhr, genau wie von den Wissenschaftlern vorhergesagt, wurde das Meer rund um Coconut Island plötzlich milchig. Wie ein Schneesturm im Wasser sieht es aus, wenn sämtliche erwachsenen Korallenpolypen gleichzeitig Millionen von Ei- und Samenzellen ausstoßen. Unter natürlichen Bedingungen wäre die Vereinigung ein glücklicher Zufall: Die Strömung würde Samen- und Eizellen voneinander wegtreiben, Fische und andere Meerestiere würden sich die proteinreiche Beute schnappen. Aber Gates’ Leute fischten die Zellen ab und vereinten sie im Reagenzglas. Die Larven wachsen schnell heran. Sie sehen aus wie kleine Reiskörner und bilden schon wenige Millimeter kleine Minikolonien.

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Gates führt hinter ihr Labor, es riecht nach Seetang. Unter einem schattenspendenden Dach aus grünen Planen reihen sich etwa zwei Dutzend runde Wassertanks aneinander, jeder ungefähr einen Meter hoch und anderthalb Meter breit. Drinnen liegen Korallen aller erdenklichen Formen, Größen und Gesundheitszustände: von bunt schillernden bis fast ausgebleichten Exemplaren. Präzisionsthermometer und Messsonden hängen in den Tanks; aus Gummischläuchen plätschert frisches Wasser nach. Ein vollautomatisches System sorgt dafür, dass die Temperatur immer konstant bleibt: Wird das Wasser in den Tanks wärmer, so strömt mehr frisches Wasser nach. In diesen Tanks trainieren die Forscher auch die Korallen durch monatelange Temperatur- und pH-Wert-Änderungen im Wasser. Manche Korallen sind dem nicht gewachsen. Aber diejenigen, die durchkommen, hat das Prozedere stressresistenter gemacht.

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So zumindest hoffen das Ruth Gates, ihre Leute und ihr Hauptsponsor: der Microsoft-Mitbegründer Paul Allen. Er hat den Wissenschaftlern vier Millionen Dollar zur Verfügung gestellt; nie zuvor haben Korallenforscher so viel Geld auf einen Schlag bekommen. Das Projekt sei ein »einzigartiger Ansatz«, sagt eine Sprecherin Allens, um den rapiden Niedergang der Ökosysteme zu stoppen.

Bislang beschränkt Gates ihre Korallenzüchtung vor allem auf das Labor und die Kāne’ohe-Bucht. Um die Bleiche tatsächlich aufzuhalten, müsste sie die Korallen früher oder später in die Weltmeere aussiedeln – und das im ganz großen Stil. Aber was wird dann mit dem Ökosystem passieren? Verdrängen die Retortenkorallen die anderen Korallen? Bilden sich dann Monokulturen aus Superkorallen? Existieren eines Tages nur noch wenige Arten von Zuchtkorallen in den Meeren? Verändern sie für immer das Ökosystem?

All dies müsse man gründlich erforschen, sagt Gates. »Ich höre dann mit der selektiven Züchtung von Korallen auf, wenn das Risiko der Nebenwirkungen größer ist als das Risiko durch fortschreitenden Klimawandel.« Wann dieser Moment gekommen ist? Das entscheidet sie selbst.

Ist es gefährlicher, die Natur zu verändern – oder sie nicht zu verändern?

Am liebsten wäre es ihr, wenn ihre Superkorallen gar nicht gebraucht würden, sagt Gates. Das allerdings ist wohl Wunschdenken: »Wenn die Menschheit den Klimawandel nicht stoppt, kann nichts die Korallen retten. Aber so können wir vielleicht eine Phase mit höheren Temperaturen überbrücken. Ich entwickle Werkzeuge, von denen ich hoffe, dass sie nie gebraucht werden. Aber für den Fall der Fälle entwickle ich sie. Ich kann nicht darauf warten, dass das Schiff sinkt, ehe ich nachschaue, ob es Rettungsboote gibt.«

Gerade lässt Gates die Genome der fünf besonders starken Spezies entschlüsseln. Bei der Reiskoralle stehen die Forscher kurz vor dem Durchbruch. »Wir wollen herausfinden, welche Gene die Korallen besonders widerstandsfähig machen«, sagt Gates.

Wäre sie auch bereit, die Gene der Korallen zu manipulieren? Momentan nicht, antwortet die Forscherin. »Aber es ist nicht ausgeschlossen, wenn die Lage für die Korallen noch problematischer wird.« Dann müsse man abwägen. Am Ende läuft es immer auf dieselbe Frage hinaus: Ist es gefährlicher, die Natur zu verändern – oder nichts zu tun?

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