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Internationale Studie der JLU zeigt bislang unbekannte Vielfalt mikrobieller Lebewesen in Korallenriffen
Internationale Studie zeigt die bislang unbekannte Vielfalt mikrobieller Lebewesen in Korallenriffen und ihr großes Potenzial für neue Naturstoffe
Taucher am Korallenriff während der Expedition Tara Pacific, bei der die Proben für die aktuelle Studie gesammelt wurden. Bildnachweis: Pete West / Foundation Tara Ocean
In Korallenriffen wimmelt es nur so von Leben: Sie beherbergen über ein Drittel aller marinen Tier- und Pflanzenarten, obwohl sie weniger als ein Prozent des Meeresbodens bedecken. Doch diese immense Vielfalt ist durch die Erwärmung der Weltmeere bedroht. Seit den 1950er-Jahren ist bereits die Hälfte des Korallenbestandes verschwunden. Aber nicht nur die für das Auge sichtbaren Lebewesen sind gefährdet, sondern auch unzählige im Riff angesiedelte Mikroorganismen. Sie leben oft mit Korallen, Schwämmen und anderen Riffbewohnern in einer Symbiose und produzieren ein riesiges Arsenal an Naturstoffen, das von großem Nutzen für Medizin und Biotechnologie sein könnte. Wie immens der Verlust dieser Natur-Apotheke wäre, belegt nun eine in der Fachzeitschrift Nature veröffentliche Studie unter Federführung der ETH Zürich, an der auch Prof. Dr. Maren Ziegler, Professorin für Biologie der Holobionten an der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU), beteiligt ist: Das Forschungsteam identifizierte neue Arten von Mikroorganismen in Korallen und wies deren Fähigkeit für die Produktion von vielfältigen neuartigen Substanzen nach.
Die Forschenden haben rund 800 Proben von Korallen untersucht, die vor zehn Jahren während einer Expedition des Forschungsschiffs Tara an 99 Riffen auf 32 Inseln im Pazifischen Ozean gesammelt worden waren. Die meisten stammten von riffbildenden Feuer- oder Steinkorallen. Prof. Ziegler war bei zwei Abschnitten der Expedition „Tara Pacific“ dabei und hat sich um die Probennahme und Probenaufbereitung an Bord gekümmert; bei einem Abschnitt im zentralen Pazifik hatte sie als Fahrtleiterin zudem die Verantwortung für das wissenschaftliche Programm. Seitdem arbeitet sie im Tara Pacific Konsortium mit vielen internationalen Arbeitsgruppen zusammen, um die zahlreichen Daten auszuwerten.
Die Sequenzierung der mikrobiellen DNA aus den Korallenproben brachte nun ein bemerkenswertes Ergebnis: Über 99 Prozent der nachgewiesenen Arten von Bakterien und Archaebakterien waren bislang nicht bekannt. Ein Vergleich mit Wasserproben aus dem offenen Meer zeigte zudem, dass diese Mikroorganismen nicht überall im Pazifik vorkommen, sondern nur im Riff. Sie sind zudem meist auf eine Art von Koralle spezialisiert, denn es fanden sich kaum Überschneidungen zwischen den unterschiedlichen Korallengattungen.
Die Forschenden haben auch analysiert, welche biochemischen Substanzen die neu entdeckten Mikroorganismen möglicherweise produzieren. Hierzu suchten sie in deren Erbgut nach Bauplänen für die Herstellung von Naturstoffen und stießen so auf einen bislang unentdeckten Schatz: eine beispiellose Vielfalt an potenziellen und bisher unentdeckten Naturstoffen. Diese könnten ein breites Anwendungspotenzial in der Biomedizin und Biotechnologie haben. Ein Grund für diese Vielfalt ist möglicherweise die hohe Dichte an Lebewesen im Korallenriff: Wer an einem solchen Ort über eine große Palette unterschiedlicher Abwehrstoffe verfügt, ist im Vorteil.
Das Potenzial dürfte noch weitaus größer sein, denn in der aktuellen Studie wurden nur Korallen aus drei verschiedenen Gattungen untersucht – insgesamt sind aber mehrere hundert Gattungen mit mehreren tausend Arten bekannt. Auch die Mikrobiome – also die Gesamtheit aller Mikroorganismen, die ein Lebewesen besiedeln – weiterer artenreicher Meeresorganismen wie Schwämme, Weichtiere und Algen sind bislang weitgehend unerforscht.
Die Tara ist kürzlich wieder in See gestochen, ihr Ziel ist erneut das Korallendreieck im westlichen Pazifik. Prof. Ziegler ist eine der wissenschaftlichen Koordinatorinnen der 18-monatigen internationalen Expedition „Tara Coral“. Die Forschenden möchten herausfinden, was die Korallenriffe in dieser Region vergleichsweise widerstandsfähig macht und Hinweise darauf bekommen, wie das massive Aussterben von Korallen weltweit aufgehalten werden kann.
Das ist dringend nötig. „Unsere Studie zeigt das große Potenzial von Korallenriffen als Bioressourcen“, sagt Prof. Ziegler. „Allerdings sind Korallen und die Rifflebensräume, die sie aufbauen, unmittelbar durch den Klimawandel gefährdet. Durch den Verlust der Riffe ist auch die damit verbundene mikrobielle Gemeinschaft in Gefahr. Das Zeitfenster, diese Bioressourcen zu erschließen, könnte sich schnell schließen. Deshalb ist entschlossenes Handeln beim Klimaschutz notwendig, um diese fragilen Lebensräume zu erhalten.“
Publikation
Wiederkehr, F., Paoli, L., Richter, D. et al. (2026): Coral microbiomes as reservoirs of unknown genomic and biosynthetic diversity. Nature. https://doi.org/10.1038/s41586-026-10159-6
Weitere Informationen
Kontakt
Justus-Liebig-Universität Gießen
Prof. Dr. Maren Ziegler
Institut für Allgemeine und Spezielle Zoologie
E-Mail: maren.ziegler@bio.uni-giessen.de
Agroökosysteme, mikrobielle Ressourcen und Klimaresilienz
Im Schwerpunkt „Agroökosysteme, mikrobielle Ressourcen und Klimaresilienz“ stehen Mikroorganismen und Ökosysteme im Zentrum der Forschung zu globalen biogeochemischen Kreisläufen und deren Einfluss auf Klima, Landwirtschaft und Biodiversität. Interdisziplinäre Forschungsteams untersuchen, wie Mikroben CO₂ umwandeln, Ökosysteme resilient machen und innovative Lösungen für Klimawandel und nachhaltige Agrarsysteme liefern, um die Balance zwischen Umwelt, Produktivität und globaler Gesundheit zu fördern.