3. Primärproduktion und Erfolgsstrategie
Alles Leben im Riff lebt in ständiger Konkurrenz um Nahrung und Siedlungsraum. Korallen nutzen Nesselgifte, um das Gewebe anderer Korallen zu schädigen (Direkte Kompetition). Dort, wo sich zwei benachbarte Korallen berühren, wird das Gewebe der weniger stark nesselnden vernesselt. Zurück bleibt das Kalkskelett. Acroporiden sind schnellwüchsig, wodurch sie andere langsamer wachsende Korallen abschatten, sodass diese am Lichtmangel sterben (Indirekte Kompetition)34.
Korallen stellen Primärproduzenten im Riff dar.
Eine wichtige Nährstoffquelle ist der Korallenschleim. Es gelangen Flocken aus Korallenschleim ins Wasser, in denen sich kleine planktonische Organismen und Detritus festsetzen. Enthält der Schleim nicht genug Nährstoffe, die eine Fressreaktion bei der Koralle auslösen, sinkt er zu Boden35, wo er zur Nahrungsquelle für Mikroben wird, die die Nährstoffe wieder freisetzen und damit für die Korallen und andere Organismen nutzbar machen. Der Schleim sinkt meist nicht weit von der Kolonie (weniger als 2 m),
sodass diese direkt von den freigesetzten Nährstoffen pofitiert36. Korallenschleim besteht aus verschiedenen Monosaccariden, Aminosäuren, Proteinen und Lipiden.
Das Verhältnis zwischen Kohlenstoff und Stickstoff im Korallenschleim beträgt durchschnittlich 5:14, im Korallenlaich 16:21. Der Nährstoffgehalt variiert von Art zu Art.
Auch das Ablaichen der Korallen trägt stark zur Ernährung des Riffs bei. Die Eizellen und Spermien werden von Fischen und anderen Tieren wie Krabben, aber auch Filtrierern gefressen.
Die plötzliche hohe Verfügbarkeit von Nährstoffen führt aber auch in Karbonat-Sand zu einer erhöhten Bakterienpopulation, da mehr Nahrung für die Mikroben vorhanden ist. In Silikat-Sand jedoch ist kaum eine Reaktion erkennbar. Das liegt an der höheren Permeabilität des Karbonat-Sandes, der aus Korallenbruch besteht²³. Ein anderer Grund könnte das Vorkommen unterschiedlicher Bakterien sein. Den Großteil der Mikroben in Karbonat-Sand stellen Nitrosoma sp. und Nitrobacter sp. dar.
Während des Massenablaichens sinkt der Sauerstoffgehalt des Wassers. So gibt es auch Auswirkungen auf aerobe Bakterien. Nach dem Ablaichen steigt der Sauerstoffgehalt jedoch wieder stark an, sodass sich auch aerobe Zonen wieder ausweiten37.
Die zooxanthellat lebenden Acroporiden können ihre Algen tauschen, indem sie diese ausscheiden und neue aufnehmen. Dabei können in einem einzigen Korallenpolypen verschiedene Arten der Gattung Symbiondinium vertreten sein. Auf diese Weise können Korallen sich an Umweltveränderungen anpassen. Dieser Austausch ermöglicht es, unter verschiedenen Lichtintensitäten zu leben. Die Respirationsrate ist höher bei viel Licht und niedriger bei wenig Licht. Das gilt aber nur, wenn man nur eine Art betrachtet. Korallen haben sich ihrem Habitat angepasst. So können Korallenarten, die unter weniger Licht leben, trotzdem eine hohe Respiration erzielen und haben ähnliche Photosyntheseraten. Dabei muss eine hohe Lichtintensität je nach Korallenart aber nicht gleich eine höhere Respirations- oder Photosyntheserate bedeuten38.
Ein Resultat der Symbiose für die Koralle ist die Zufuhr von Photosyntheseprodukten, die sie zum Wachstum und damit zur Raumsicherung im Riff nutzen kann. So ist es zooxanthellat lebenden Korallen auch möglich, schneller zu wachsen als azooxanthellate Korallen. Die Photosyntheserate pro cm² Korallenoberfläche ist zu den Tageszeiten unterschiedlich (siehe Abb.39).
Sie bewegt sich bei Acroporiden durchschnittlich zwischen 10-50 μg O² pro Stunde. Je höher die Photosyntheserate ist, desto höher ist auch die Respirationsrate. Beides ist bei hermatypischen Steinkorallen hoch, was durch die hohe Translokation (Stoffaustausch mit den Algen) begünstigt wird.
Steinkorallen sind fähig, gleichzeitig autotroph und heterotroph zu leben. Erst wurde vermutet, dass Korallen mit größeren Polypen mehr heterotroph leben und Korallen mit kleinen Polypen mehr autotroph (von Porter). Dies konnte jedoch nicht bestätigt werden, vielmehr erwies sich die Autotrophie und Heterotrophie als sehr konstant, unabhängig von dem Phänotyp der Koralle.
Acroporiden leben tagsüber eher autotroph über die Translokation, da dort das Licht zur Verfüfung steht, während sie nachts eher heterotroph leben. Die Polypen sind fast zu jeder Tageszeit geöffnet, ihre Hauptfangzeit ist jedoch die Nacht. In der Dämmerung und nachts steht viel Zooplankton zur Verfügung, da es erst dann aus den tieferen Bereichen nach oben steigt. Die Polypen werden dabei durch Aminosäuren stimuliert, die vom Plankton abgegeben werden40. Sie können mit ihren Nesselkapsel besetzen Tentakeln kleine Organismen fangen (sogenanntes Makro-POM). Sorokin machte einen Versuch, in dem er Acropora squamosa mit C¹⁴-markierten Artemia-Naupilien fütterte. Dabei stellte er fest, dass die Koralle am Tag in 40 Minuten 2,21 μg C¹⁴/g aufnahmen, in der Nacht hingegen 15,60 μg C¹⁴/g .
Besonders Acropora-Korallen haben lange Tentakeln und können die Polypen weit expandieren, sodass oft nur noch wenig vom Coenosteum zu sehen ist. Astreopora hat keine aktiven Polypen, dafür ausgedehnte Koralliten. Montipora sp. haben spezielle Filamente, die beim Fang helfen. Während der Polyp die Beute noch aufnimmt, wird um diese herum der pH um etwa 1 gesenkt, was zur Freisetzung von Peptiden und Proteinen hilft. Der Verdauungsprozess, bei dem etwa 70-80% verwertet werden können, dauert nur 2,5-3 Stunden.
Noch kleineres Plankton (Micro-POM), z.B. Bakterienplankton, wird mithilfe von Schleimfäden gefangen. Diese enthalten positive Ladungen, während Detritus und Kolloide meist negativ geladen sind. So zieht der Schleim die Partikel an. Die Schleimproduktion ist unabhängig davon, ob der Polyp geöffnet oder zurückgezogen ist41.
4. Lebensgemeinschaft
„Die Grenzen zwischen Symbiose, Kommensalismus („Tischgenossen“) und Parasitose sind bisweilen schwer zu ziehen“, so Daniel Knop42. Acroporiden leben mit vielen unterschiedlichen Organismen zusammen. Nicht von allen profitieren sie, doch Zweckgemeinschaften helfen, das Überleben im Riff zu sichern. Wo eine ökologische Nische frei wird, wird sie sofort wieder geschlossen43.
4.1 Riffbarsche
Chromis sp., zu Deutsch „Schwalbenschwänzchen“, finden zwischen den verästelten Acropora-Korallen Schutz vor Feinden. Es ist die artenreichste Gattung der Riffbarsche. Sie ernähren sich von Zooplankton und leben in großen Schwärmen meist in
15 - 20 m Tiefe44. Zu erkennen ist der Fisch an seiner gegabelten Schwanzflosse.
Im Gegenzug, dass die Riffbarsche sich bei Gefahr in den Schutz des Korallenstocks zurückziehen können, verteidigen sie diesen vor dessen Fressfeinden45. Die kleinen Fische können äußerst aggressiv werden. Gleichzeitig werden die Korallen durch die Ausscheidungen der Fische mit Nährstoffen versorgt46.
Preußenfische, so wie einige Demoisellen, leben ähnlich wie Chromis sp. in den Korallen. Die Riffbarsche sind sehr ortstreu.
4.2 Doktorfische
Schwärme aus verschiedenen Doktorfischen leben in den Riffen, dabei kann ein Schwarm bis zu 1000 Tiere groß sein. Es stellt einen Vorteil für die Fische dar, da sie in so großen Gruppen nicht so leicht von Riffbarschen vertrieben werden47.
Es gibt 6 verschiedene Gattungen mit insgesamt etwa 90 Arten, die ausschließlich in tropischen Meeren leben³². Ihren Namen haben sie von dem Skalpell vor der Schwanzflosse, mit dem sie sich verteidigen oder bei Bedarf angreifen können. Sie ernähren sich von pflanzlicher Nahrung und halten somit den Algenaufwuchs auf Korallen in Grenzen und verhindern, dass Algen das Riff dominieren können. Ihre scharfen Zähne helfen ihnen, die Algen von Steinen und Korallen zu schaben48. Da dies aber nicht sehr nahrhaft ist, müssen sie den ganzen Tag fressen. Dabei leben sie sehr territorial49.
4.3 Krabben
Einige kleine Krabbenarten leben in Symbiose mit den Korallen. Dabei findet die Krabbe in der Koralle Schutz. Sie reinigt die Koralle von Plattwürmern oder Makroalgen. Die Krabben kommen weniger auf plattenförmigen Montipora sp. vor, sondern eher in Acropora sp. aufgrund deren schutzspendender Wuchsform50. Zu den symbiontischen Krabben zählen Tetralia sp. und Trapezia sp., sowie Cymo sp.51, wobei es dort auch zu Fraß von Polypen kommen kann52.