🌱 Wie wachsen Korallen, wie vermehren sie sich und wie alt werden sie?

Korallen wachsen langsam, vermehren sich bei einigen der spektakulärsten Naturereignisse der Erde und leben länger als fast jedes andere Tier. Einzelne Kolonien können Jahrhunderte überdauern; genetische Linien, die über klonale Nachkommen weitergegeben werden, können Tausende von Jahren umspannen. Dieser Beitrag erzählt die biologische Geschichte in drei Teilen: wie Korallenkolonien Jahr für Jahr größer werden, wie sie sich ungeschlechtlich und geschlechtlich vermehren (einschließlich des Massenlaichens, das einmal im Jahr karibische Riffe in ein Schneegestöber unter Wasser verwandelt) und wie Wissenschaftler das Alter einzelner Korallenkolonien tatsächlich bestimmen. Wenn Sie schon einmal vor einer riesigen Hirnkoralle am Riff schwebten und sich gefragt haben, wie alt sie wohl ist, finden Sie hier die Antwort.

Wie Korallen wachsen

Korallenwachstum ist eigentlich das Wachstum von zweierlei: der einzelnen Polypen, die ihr Gewebe ausdehnen, und des darunterliegenden Skeletts aus Calciumcarbonat, das diese Polypen um sich herum ablagern. Wie wir in unserem Beitrag darüber erklären, was Korallen eigentlich sind, besteht jede riffbildende Korallenkolonie aus Tausenden oder Millionen winziger Polypen, von denen jeder seinen eigenen kleinen Becher aus Aragonit (einer kristallinen Form von Calciumcarbonat) um sich herum abscheidet. Der Polyp sitzt in diesem Becher, dem sogenannten Korallit, und lagert beim Wachsen neues Skelettmaterial unter sich ab, wodurch er sich allmählich nach oben hebt. Mit der Zeit wachsen ganze Kolonien durch diesen schichtweisen Prozess nach außen und nach oben.

Die Wachstumsraten unterscheiden sich je nach Art und Wuchsform enorm. Massive, felsblockartige Korallen wie Hirnkorallen, Sternkorallen und die Große Hirnkoralle wachsen langsam und legen pro Jahr nur etwa 0,3 bis 2 Zentimeter an Durchmesser zu. Schnell wachsende verzweigte Korallen wie Elchgeweih- und Hirschgeweihkoralle können ihre Äste unter guten Bedingungen um 5 bis 20 Zentimeter pro Jahr verlängern. Das ist einer der Gründe, warum sie früher an den flachen Riffen der Karibik so dominant waren, und auch, warum sie bei Wiederherstellungsprojekten erfolgreicher waren als langsamer wachsende Arten. Tischkorallen im Indopazifik und manche krustenbildenden Arten haben ihre eigenen Wachstumsraten. Als grobe Faustregel gilt: Je schneller eine Koralle wächst, desto zerbrechlicher ist ihre Struktur und desto anfälliger ist sie für Stürme und mechanische Schäden.

Der Motor hinter all diesem Wachstum ist die Partnerschaft mit Algen. Riffbildende Korallen beziehen bis zu 90 % ihrer Energie von Zooxanthellen – Dinoflagellaten-Algen, die in ihrem Gewebe leben, mithilfe von Sonnenlicht Photosynthese betreiben und Zucker an die Koralle weitergeben. Ohne diese Energiezufuhr können Korallen nicht schnell genug Calciumcarbonat ablagern, um Riffstrukturen aufzubauen. Deshalb verlangsamt sich das Korallenwachstum während einer Korallenbleiche (wenn Korallen ihre Algen ausstoßen) drastisch, und deshalb wachsen Tiefseekorallen ohne Algenpartner um Größenordnungen langsamer als riffbildende Arten.

Wachstumsbänder: die Jahresringe der Korallen

Korallen lagern ihr Skelett im Lauf des Jahres mit leicht unterschiedlicher Dichte ab – meist in manchen Jahreszeiten als dichtere, dünnere Schicht und in anderen als weniger dichte, dickere Schicht, gesteuert durch jahreszeitliche Schwankungen von Wassertemperatur, Lichtangebot und Nährstoffbedingungen. Schneidet man ein Korallenskelett im Querschnitt auf und röntgt es, werden diese jahreszeitlichen Veränderungen als sichtbare Bänder erkennbar, genau wie die Jahresringe eines Baumes. Wissenschaftler können die Bänder zählen, um das Alter der Koralle zu bestimmen, die Breite jedes Bandes messen, um die Umweltbedingungen des jeweiligen Jahres zu rekonstruieren, und sogar die Bandmuster verschiedener Kolonien vergleichen, um regionale Klimageschichten zu erstellen, die Jahrhunderte zurückreichen.

Bei älteren Korallen oder Proben mit undeutlichen Wachstumsbändern nutzen Wissenschaftler die Radiokarbondatierung (Kohlenstoff-14) am Calciumcarbonat selbst. Die Uran-Thorium-Datierung (U-Serien-Datierung) ist für Korallen mit einem Alter von bis zu mehreren Hunderttausend Jahren noch präziser und kann einzelne Korallenskelette auf etwa 0,5 % ihres Alters genau datieren – eine 1.000 Jahre alte Koralle lässt sich also auf etwa ±5 Jahre genau bestimmen. Mit diesen Methoden können Forschende nicht nur das Alter einzelner Korallen rekonstruieren, sondern auch die Entwicklungsgeschichte von Riffen, die weit in die jüngere Erdgeschichte zurückreicht.

Ungeschlechtliche Vermehrung: Klonen durch Knospung

Der größte Teil des sichtbaren Wachstums einer Korallenkolonie geschieht durch ungeschlechtliche Vermehrung, genauer gesagt durch die Knospung von Polypen. Neue Polypen wachsen als kleine Knospen seitlich aus bestehenden Polypen heraus, lösen sich ein wenig ab und lassen sich in eigenen Koralliten direkt daneben nieder, bleiben aber über gemeinsames Gewebe mit dem Mutterpolypen verbunden. Jeder Polyp einer Kolonie ist ein genetischer Klon des ursprünglichen Gründerpolypen. Eine felsblockgroße Hirnkoralle mit Millionen von Polypen ist also streng genommen ein einziges Individuum, das sich durch ungeschlechtliche Knospung millionenfach vervielfältigt hat.

Eine zweite Form der ungeschlechtlichen Vermehrung ist die Fragmentierung. Wenn eine verzweigte Koralle wie die Elchgeweih- oder Hirschgeweihkoralle durch einen Sturm, durch Wellengang oder ein vorbeifahrendes Boot zerbricht, können sich die Bruchstücke am Meeresboden festsetzen und als eigenständige Kolonien weiterwachsen. Deshalb ist die Fragmentierung die wichtigste Methode in Korallenaufzuchtstationen: Wissenschaftler schneiden gezielt kleine Stücke von gesunden Korallenkolonien ab, ziehen sie an Unterwasserbäumen oder Plattformen heran und verpflanzen die herangewachsenen Fragmente anschließend auf geschädigte Riffe. Die Methode funktioniert, weil jedes neue Fragment genetisch mit der Mutterkolonie identisch ist und daher sofort weiterwächst, ohne sich erst aus einer Larve entwickeln zu müssen.

Geschlechtliche Vermehrung: das alljährliche Massenlaichen

Einmal im Jahr, in ganz bestimmten Nächten, vermehren sich die meisten riffbildenden Korallen der Karibik auch geschlechtlich. Dieses Ereignis heißt Massenlaichen und findet laut dem Flower Garden Banks National Marine Sanctuary der NOAA typischerweise 7 bis 10 Nächte nach dem Vollmond im August statt (gelegentlich auch im September, je nachdem, wie die Vollmonde fallen). Es ist eines der spektakulärsten biologischen Ereignisse unseres Planeten und über mehrere Arten hinweg genau synchronisiert: Die verschiedenen Korallen verteilen ihr Ablaichen auf bestimmte Nächte und bestimmte Stunden nach Sonnenuntergang, damit ihre Keimzellen nicht verloren gehen oder sich mit denen der falschen Art vermischen.

Die meisten karibischen Korallen, die ihre Keimzellen ins freie Wasser abgeben, sind Zwitter: Jeder Polyp produziert sowohl Eizellen als auch Spermien, die zusammen in kleine rosa oder pfirsichfarbene Päckchen verpackt werden, sogenannte Gametenbündel. In der Laichnacht gibt jeder Polyp einer Kolonie gleichzeitig seine Bündel ab, und diese steigen langsam zur Oberfläche auf (dank ihres Fettgehalts haben sie Auftrieb). An der Oberfläche zerfallen die Bündel, Eizellen und Spermien vermischen sich mit den Bündeln anderer Kolonien, und die Befruchtung findet im freien Wasser statt. Taucher beschreiben den Anblick unter Wasser während eines Massenlaichens als „Schneegestöber“ – Tausende rosa Pünktchen, die in alle Richtungen an Ihnen vorbei nach oben steigen.

Die Synchronisation ist verblüffend. Die Symmetrische Hirnkoralle laicht in der Regel im frühesten Zeitfenster der Laichnächte. Die Große Sternkoralle folgt etwa anderthalb Stunden später, die Berg-Sternkoralle in der darauffolgenden Nacht. Elchgeweih- und Hirschgeweihkoralle laichen nach ihrem eigenen Zeitplan. Jede Art hat ihr eigenes präzises Zeitfenster, ausgelöst durch Mondzyklus, Wassertemperatur und Zeitpunkt des Sonnenuntergangs – eine Kombination, deren Mechanismus die Wissenschaft noch immer nicht vollständig versteht. Was genau die molekulare Uhr in jedem Polypen auslöst, wird weiterhin intensiv erforscht.

Von der Larve zur neuen Kolonie

Aus befruchteten Eizellen entwickeln sich frei schwimmende Korallenlarven, sogenannte Planulae – winzige, birnenförmige Larven, die mit Wimpern (Zilien) bedeckt sind, mit denen sie schwimmen. Planulae treiben einige Tage bis mehrere Wochen mit den Meeresströmungen und können dabei Hunderte von Kilometern von ihren Mutterkolonien wegtreiben. In dieser Driftphase werden die meisten Planulae von Planktonräubern gefressen oder sterben aus anderen Gründen. Der winzige Bruchteil, der überlebt, setzt sich schließlich auf einer harten Oberfläche fest – einem Felsstück, einem abgestorbenen Korallenskelett, einem künstlichen Riff – und verwandelt sich in einen einzelnen neuen Polypen. Dieser eine Polyp beginnt dann mit der Knospung und bildet eine neue Kolonie. Der Prozess ist ineffizient (Milliarden von Keimzellen für jede erfolgreiche neue Kolonie), doch die schiere Menge sorgt dafür, dass unter normalen Bedingungen genug neue Kolonien entstehen, um die Riffpopulationen zu erhalten.

Deshalb arbeiten Organisationen zur Riffwiederherstellung wie SECORE International, die CARMABI Foundation und Reef Renewal direkt mit dem Massenlaichen: Sie sammeln im Moment der Freisetzung Keimzellen von wilden Mutterkolonien, befruchten sie unter kontrollierten Bedingungen, ziehen die Larven in Aufzuchtstationen heran und verpflanzen die jungen Kolonien anschließend auf geschädigte Riffe. Die larvenbasierte Wiederherstellung gilt als eine der vielversprechendsten Methoden, um die schnell wachsenden Acropora-Korallen zurückzubringen, die in der Karibik seit den 1970er-Jahren die schwersten Verluste erlitten haben.

Wie lange Korallen leben

Einzelne riffbildende Korallenkolonien können unter guten Bedingungen Hunderte von Jahren überleben. Einige massive Hirn- und Sternkorallen in der Karibik wurden anhand ihrer Dichtebänder auf 500 Jahre oder mehr datiert. Kolonien, an denen Sie heute vorbeitauchen, haben also womöglich schon Skelett gebildet, bevor Christoph Kolumbus ankam. Langsam wachsende, felsblockartige Kolonien mit einem Alter von über 1.000 Jahren sind aus verschiedenen Teilen der Welt dokumentiert. Und das sind nur einzelne Kolonien: Als Gruppe bauen Korallen schon seit über 240 Millionen Jahren Riffe auf der Erde, seit die moderne Ordnung der Steinkorallen (Scleractinia) nach dem Massenaussterben am Ende des Perm erstmals auftrat.

Den Rekord als ältestes bekanntes lebendes Einzelwesen im Meer hält eine Schwarze Koralle aus der Tiefsee (Leiopathes sp.) vor den Hawaii-Inseln. Laut Forschungsergebnissen des Lawrence Livermore National Laboratory wurde ein Exemplar per Radiokarbondatierung auf 4.265 Jahre datiert – damit ist es der älteste bekannte Meeresorganismus, der ein Skelett aufbaut. Die Hawaiianische Goldkoralle (Geradia sp.) erreichte in derselben Studie 2.740 Jahre. Diese Tiefseekorallen wachsen um Größenordnungen langsamer als riffbildende Flachwasserkorallen (weil ihnen der Energieschub durch Zooxanthellen fehlt), doch durch diese langsame, geduldige Skelettbildung übertrifft ihr Alter alles, was in der lichtdurchfluteten Riffzone vorkommt.

Genets und Ramets: das Alter eines genetischen Individuums

Man muss unterscheiden zwischen dem Alter einer einzelnen Korallenkolonie (Ramet genannt) und dem Alter des genetischen Individuums (Genet genannt). Weil sich Korallen ungeschlechtlich durch Knospung und Fragmentierung vermehren, kann ein einziges genetisches Individuum in Form mehrerer räumlich getrennter Kolonien weit länger bestehen, als jede einzelne Kolonie lebt. Ein Sturm zerbricht eine Koralle in Fragmente; jedes Fragment setzt sich fest und wächst als eigenständige Kolonie weiter; und jede davon ist genetisch noch immer derselbe Organismus wie der Gründer. Hat sich der Gründer vor 500 Jahren aus einer Larve angesiedelt und breiten sich seine klonalen Nachkommen weiter aus, kann das genetische Alter Tausende von Jahren umfassen, obwohl keine einzelne Kolonie je älter als ein paar Jahrhunderte wurde.

Genetische Untersuchungen an schnell wachsenden Acropora-Arten (Elchgeweih- und Hirschgeweihkoralle) haben das Alter einiger karibischer Genets auf mehrere Hundert bis einige Tausend Jahre geschätzt, obwohl einzelne Kolonien höchstens einige Jahrzehnte leben. Das verändert unseren Blick auf den Korallenschutz. Ein einzelner Sturm tötet einen Korallen-Genet nicht unbedingt: Solange einige Fragmente überleben und weiterwachsen, besteht die genetische Linie fort. Doch wenn eine großflächige Krankheit oder Korallenbleiche jede Kolonie eines bestimmten Genets tötet, endet diese uralte genetische Linie für immer. Bei der Rettung der Elchgeweihkoralle geht es also nicht nur darum, mehr Kolonien heranzuziehen, sondern auch darum, die genetische Vielfalt der überlebenden Genets zu bewahren.

Was das für die Riffe von Punta Cana bedeutet

Die Korallen, die Sie bei jedem Tauchgang an einem gesunden Riff an unseren Riff-Tauchplätzen in Cabeza de Toro sehen, sind das Ergebnis von Jahrzehnten bis Jahrhunderten langsamer biologischer Bauarbeit. Eine meterbreite Hirnkoralle ist wahrscheinlich 100 bis 300 Jahre alt. Eine hohe Säulenkoralle kann 100 Jahre oder älter sein. Die Riffstruktur selbst entwickelt sich, seit sich der Meeresspiegel vor 6.000 bis 10.000 Jahren stabilisiert hat – mehr zu diesem Zeitverlauf lesen Sie in unserem Beitrag darüber, wie Korallenriffe entstehen. Jede Kolonie, an der Sie vorbeischwimmen, lagert schon weit länger Skelett ab, bildet durch Knospung neue Polypen, laicht gelegentlich ins freie Wasser und wächst langsam nach außen, als die meisten Bauwerke der Menschen existieren.

Das Fazit

Korallen wachsen, indem ihre Polypen über Jahre und Jahrzehnte Schicht für Schicht ein Kalkskelett ablagern, angetrieben von der Photosynthese ihrer Algenpartner. Sie vermehren sich sowohl ungeschlechtlich (Knospung, Fragmentierung) als auch geschlechtlich (beim alljährlichen Massenlaichen, in der Karibik meist im August, 7 bis 10 Nächte nach Vollmond). Wissenschaftler bestimmen ihr Alter anhand von Dichtebändern (wie Jahresringe) und radiometrischer Datierung. Einzelne Kolonien können Jahrhunderte alt werden; genetische Linien bestehen über klonale Nachkommen Tausende von Jahren fort; und Schwarze Korallen der Tiefsee erreichen ein Alter von über 4.000 Jahren. Jedes Riff, an dem Sie tauchen, ist viel älter und langsamer gewachsen, als es aussieht – deshalb ist nachhaltiges Tauchen so wichtig. Wenn Sie ein lebendes karibisches Riff mit eigenen Augen sehen und mehr über die Korallengemeinschaften erfahren möchten, mit denen wir arbeiten, schreiben Sie uns über unser Kontaktformular mit Ihren Reisedaten, und wir stellen Ihnen einen passenden Ausflug zusammen.