{"id":4135,"date":"2021-05-12T07:46:46","date_gmt":"2021-05-12T07:46:46","guid":{"rendered":"https:\/\/hifmb.de\/a-shot-to-beat-the-heat\/"},"modified":"2022-02-01T15:56:12","modified_gmt":"2022-02-01T14:56:12","slug":"eine-spritze-gegen-hitze","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/hifmb.de\/de\/eine-spritze-gegen-hitze\/","title":{"rendered":"Eine Spritze gegen Hitze?"},"content":{"rendered":"\n

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K\u00f6nnte eine probiotische \u201aImpfung\u2018 tropische Korallen vor Umweltstress sch\u00fctzen<\/strong><\/strong>?<\/h2>\n\n\n\n

Bereits seit den 80er Jahren beobachten Forscherinnen und Forscher gro\u00dfr\u00e4umige Korallenbleichen, verursacht insbesondere durch den Klimawandel und die dadurch unaufh\u00f6rlich steigenden Wassertemperaturen unserer Ozeane. <\/p>\n\n\n\n

Korallen sind Nesseltiere, sehr \u201eurt\u00fcmliche\u201c Organismen, die in enger Symbiose mit einer besonderen Mikroalgenart zusammenleben. Diese Mikroalgen versorgen durch Photosynthese nicht nur sich selbst, sondern auch die Koralle mit Energie in Form von Zucker und erhalten im Gegenzug N\u00e4hrstoffe, Spurenelemente und ein gesch\u00fctztes Zuhause innerhalb des Korallengewebes. Wenn die Koralle Temperaturstress ausgesetzt ist, st\u00f6\u00dft sie ihre Symbionten ab, ist dann allerdings dem Verhungern ausgesetzt. Der Prozess der Korallenbleiche beginnt: Bunte und lebendige Riffe verwandeln sich oft innerhalb weniger Tage in tote Kalkskelette. Besonders eindringlich haben das die Jahre 2015 bis 2017 vor Augen gef\u00fchrt, in denen weltweit gro\u00dfe Teile der Korallen \u201aausgeblichen\u2018 sind. Schon 2016 waren 50 bis 70 Prozent der Korallenriffe im Great Barrier Riff besch\u00e4digt, einige davon vermutlich irreparabel. Mancherorts haben Riffe sogar bis zu 98 Prozent ihrer Korallenpopulation verloren.<\/p>\n\n\n\n

Schutzgebiete allein reichen nicht<\/h2>\n\n\n\n

Aus diesen Gr\u00fcnden ist es nicht ausreichend, Korallenriffe zu Schutzgebieten oder No-Take-Zonen zu erkl\u00e4ren, denn w\u00e4rmeres Ozeanwasser macht vor diesen Grenzen nicht halt. Es braucht also neue Ans\u00e4tze, Korallen im Umgang mit dem Hitzestress stabiler zu machen und ihnen so Zeit zu verschaffen, bis der Mensch eine deutliche Reduktion des CO2-Aussto\u00dfes und damit des Klimawandels erreicht.<\/p>\n\n\n\n

Von der Humanmedizin inspiriert<\/h2>\n\n\n\n

Dr. Anna Roik<\/a> ist seit M\u00e4rz 2021 Postdoktorandin am HIFMB. Zuvor hat sie als Postdoktorandin am GEOMAR gemeinsam mit einem Team internationaler Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erprobt, inwiefern probiotische Bakterien Korallen helfen k\u00f6nnen, Hitzestress zu \u00fcberstehen. Eine Strategie ist die sogenannte \u201eMikrobiom-Transplantation f\u00fcr Korallen\u201c. Diese Methode ist inspiriert von innovativen mikrobiom-basierten Therapieformen, die seit einigen Jahren in der Humanmedizin Anwendung finden. Mikrobiomtranplantationen finden unter anderem bei diversen St\u00f6rungen des menschlichen Verdauungstraktes Anwendung. So wird zum Beispiel die Darmflora eines gesunden Menschen auf einen symptomatischen Patienten \u00fcbertragen und kann eine Linderungen der Beschwerden erreichen.<\/p>\n\n\n\n

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Korallen haben ein sehr komplexes Mikrobiom und es ist noch nicht ausreichend \u00fcber die jeweiligen Funktionen einzelner Bakterien bekannt. Daher sind auch noch keine spezifischen probiotischen Bakterien – also Bakterien mit positiven Eigenschaften – identifiziert. Bei einer Mikrobiomtranplantation nutzen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler statt einzelner Bakterienarten ein komplettes Mikrobiom mit dem Ziel, dass Bakterien mit uns bisher unbekannten positiven Eigenschaften sich in den Empf\u00e4nger-Korallen ansiedeln. Diese Methode bringt zudem den Vorteil, dass auch sogenannte “unkultivierbare” Bakterien des Mikrobioms – die sich also im Labor bisher nicht kultivieren lassen – \u00fcbertragen werden k\u00f6nnen. Diese machen oft bis zu 98 Prozent der bakteriellen Diversit\u00e4t aus.<\/p>\n\n\n\n

Weniger Bleiche mit Mikrobiom-Impfung<\/h2>\n\n\n\n

Durchgef\u00fchrt wurden die Experimente in der thail\u00e4ndischen Andamanen See mit den riffbildenden Korallen Pocillopora<\/em> und Porites. <\/em><\/p>\n\n\n\n

Zun\u00e4chst haben die Forscherinnen und Forscher stresstolerantere \u201eSpender\u201c-Korallen gesucht und aus deren Korallengewebe mit sterilem Meerwasser einen probiotischen Cocktail gemixt. Zu sich genommen haben die hitzeempfindlichen Korallen das Getr\u00e4nk allerdings nicht an der Strandbar, sondern in kleinen Inkubationskammern.<\/p>\n\n\n\n

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\"Koralle
Korallen sind die wahren Riesen der Ozeane und sie bilden das R\u00fcckgrat der tropischen Flachwasser-\u00d6kosysteme. Wo Korallen Riffe erbauen, dort entstehen wahre Hotspots der marinen Biodiversit\u00e4t. Foto: Anna Roik<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
\"Ausgeblichene
Korallenbleiche einer Porites<\/em> Koralle. Diese Korallenart geh\u00f6rt zu den wichtigsten Riffbildnern im gesamten Indo-Pazifischen Raum, welcher mehr als die H\u00e4lfte unseres Planeten umspannt. Es wird wichtig sein in Zukunft diese Art unter anderen zu erhalten. Daf\u00fcr ist es wichtig ihre \u00d6kologie und Biologie gut zu erforschen. Foto: Anna Roik<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
\"Blick
Forschungsarbeit in der Thail\u00e4ndischen Andaman See – \u00fcber Wasser… Foto: Anna Roik<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
\"Koralle
…und unter Wasser. Eine Pocillopora<\/em> Koralle, eine weitere wichtige riff-bildende Art, \u00fcberw\u00e4chst eine von Fischern ausgesetzte Boje im Riff. Foto: Anna Roik<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
\"Coral
Korallenanlage f\u00fcr Hitzestress-Experimente im Feldlabor in Phuket, Thailand. Foto: Anna Roik<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
\"Korallenframente
Korallenfragmente der Gattung Porites sp.<\/em> nach einem durchgef\u00fchrten Hitzestess. Diese Fragmente stammen von verschiedenen Mutterkolonien aus verschiedenen Riffen der gleichen Korallenart und reagieren sehr unterschiedlich auf Stress. Kolonien, welche keine oder kaum Bleichreaktion gezeigt haben, wurden zu Kandidaten f\u00fcr Mikrobiom-Spender nominiert. Foto: Anna Roik<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
\"Korallen
Korallenfragmente wurden in kleinen Inkubationskammern mit dem Spender-Mikrobiom angeimpft. Foto: Anna Roik<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
\"Korallen
Nach dem Experiment wurden die sensitiven Gewebeproben f\u00fcr Mikrobiomanalysen sauber in fl\u00fcssigen Stickstoff schockgefroren, gelagert und ins molekularbiologische Labor transportiert. Foto: Anna Roik<\/figcaption><\/figure>\n<\/figure>\n\n\n\n

Die Empf\u00e4ngerkorallen beider Korallenarten bleichten anschlie\u00dfend im Vergleich zur Kontrollgruppe bei kurzzeitigem Hitzestress (34 \u00b0C) weniger stark aus. Die genetische Analyse der bakteriellen Zusammensetzung im Korallengewebe konnte Spender-spezifische Bakterien in den Empf\u00e4ngerkorallen nachweisen. Die meisten davon sind bereits bekannt, da es Varianten von Bakterienarten sind, welche die Mikrobiome vieler Korallenarten dominieren. Sie sind bisher noch zu wenig erforscht, jedoch wird f\u00fcr einige davon angenommen, dass sie funktionelle Rollen innehaben. Es k\u00f6nnte sein, dass die Spender-spezifischen Varianten dieser wichtigen Korallenmikrobiom-Bewohner es schaffen, der Koralle unter stressigen Bedingungen effizienter zu dienen.<\/p>\n\n\n\n

Die Ergebnisse machen also Hoffnung. Welche genauen Wirkmechanismen hinter den Ergebnissen stecken und ob der positive Effekt von Dauer ist, muss in zus\u00e4tzlichen Experimenten und Langzeitstudien weiter untersucht werden. In den kommenden drei Jahren wird unter anderem das der Forschungsschwerpunkt von Anna Roik am HIFMB sein.<\/p>\n\n\n\n

Die Arbeit ist in der internationalen Fachzeitschrift Microbiome <\/em>erschienen, hier geht’s zum Artikel.<\/a> <\/p>\n\n\n\n

https:\/\/doi.org\/10.1186\/s40168-021-01053-6<\/a><\/p>\n\n\n\n

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Anna Roik & Stefanie Winner<\/h3>\n\n\n\n

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K\u00f6nnte eine probiotische \u201aImpfung\u2018 tropische Korallen vor Umweltstress sch\u00fctzen?
\nBereits seit den 80er Jahren beobachten Forscherinnen und Forscher gro\u00dfr\u00e4umige Korallenbleichen, verursacht insbesondere durch den Klimawandel und die dadurch unaufh\u00f6rlich steigenden Wassertemperaturen unserer Ozeane. <\/p>\n

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