ZMT - Leibniz Zentrum für Marine Tropenforschung

Das Überleben vieler Artengemeinschaften hängt von den symbiotischen Wechselbeziehungen unterschiedlicher Organismen ab. Ein Beispiel einer solchen Symbiose ist die häufig als mutualistisch bezeichnete Beziehung zwischen Korallen und einzelligen Algen. Diese Verbindung basiert auf dem Austausch von photosynthetisch fixiertem Kohlenstoff von den Algen zu den Korallen und inorganischen Nährstoffen aus tierischen Abfallprodukten oder direkt aus dem Seewasser von Korallen zu den Algen. Die Evolution dieser symbiotischen Wechselbeziehung erlaubte die Entstehung hoch produktiver und biodiverser Korallenriffsysteme trotz der nährstoffarmen tropischen Gewässer.

In diesem Projekt entwickelten wir ein adaptives, merkmalbasiertes Modell zur Beschreibung der zeitlichen Dynamik dieser Symbiose. Da Korallen den Fluss inorganischer Nährstoffe zu den Algen kontrollieren, konzentriert sich das Modell auf die Anpassung eines hypothetischen Merkmals der Korallenpopulation: Investition von Energie in die symbiotische Beziehung. Zuteilung von Energie für die Erhaltung der Symbiontenpopulation und deren photosynthetische Effizienz führt zu Verlusten für die Korallen.

Dabei wird angenommen, dass die Fitness der Koralle von der symbiotischen Beziehung profitiert. Das Modell beschreibt einen Abfall des Energieanteils, der von den Korallen in die Symbiose investiert wird, mit zunehmendem Verhältnis von Symbionten- zu Wirts-Biomasse. Ein Zusammenbruch der symbiotischen Beziehung und der folgende Kollaps des Korallen-Algen Komplexes (des Holobionten) führt zu einer schockartigen  Veränderung der Algenabundanz.