Lebende und inaktivierte Bakterien helfen Korallen während einer Meeres-Hitzewelle

Forschende der King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) haben mikrobielle Korallenbehandlungen erstmals nicht nur im Aquarium, sondern unter realen Bedingungen einer Meeres-Hitzewelle getestet. Im Sommer 2022 behandelten sie im zentralen Roten Meer bleichende Acropora cf. valida-Korallen mit Bakterienpräparaten, die aus gesunden Korallen des Roten Meeres gewonnen worden waren: mit lebenden Probiotika und den jeweils hitzeinaktivierten Varianten, den Postbiotika. 35

Der Versuch lief direkt im erhitzten Meer

Die Korallen waren während des gesamten Experiments natürlichem Hitzestress ausgesetzt. Die durchschnittliche tägliche Wassertemperatur lag zwischen 30,9 und 31,9 °C. Das Team testete zwei lebende Probiotika-Formulierungen sowie die entsprechenden inaktivierten Präparate und verglich sie 15 Tage lang mit einer Placebo-Gruppe. Als Gesundheitsindikatoren dienten der sichtbare Zustand der Korallen und die Photosyntheseleistung ihrer symbiotischen Algen, gemessen als Fᵥ/Fₘ. 35

Gerade dieser Freilandeinsatz ist der zentrale Fortschritt: Frühere Arbeiten deuteten bereits darauf hin, dass nützliche Bakterien Korallen bei Hitzestress unterstützen können. Hier wurde jedoch während einer tatsächlichen marinen Hitzewelle im offenen Meer geprüft, ob lebende und inaktivierte, aus Korallen stammende Präparate helfen. 9

Nach 15 Tagen blieb ein Schlüsselwert stabil

In der Placebo-Gruppe sank die Photosyntheseeffizienz der Algen infolge des Hitzestresses deutlich. Bei beiden lebenden Probiotika und bei einer der hitzeinaktivierten Postbiotika-Behandlungen blieb Fᵥ/Fₘ dagegen über die 15 Versuchstage erhalten. 35

Das ist relevant, weil die Korallenbleiche die Lebensgemeinschaft aus Koralle und Algen stört. Diese Algen liefern der Koralle einen großen Teil ihrer Energie. Die Ergebnisse sind damit ein Feldbeleg dafür, dass zumindest eine inaktivierte mikrobielle Formulierung bei Hitzestress bei einem wichtigen Korallen-Gesundheitswert ähnlich wirksam sein kann wie lebende Bakterien. 3

Probiotika und Postbiotika wirken nicht auf dieselbe Weise

Postbiotika sind nicht einfach eine abgeschwächte Variante von Probiotika. Probiotika enthalten lebende nützliche Bakterien; Postbiotika bestehen hier aus hitzeinaktivierten Bakterien und den damit verbundenen bioaktiven Bestandteilen. Die Studie beobachtete bei den lebenden und den inaktivierten Behandlungen unterschiedliche Veränderungen im Mikrobiom und Stoffwechsel der Korallen. 3

Bei den mit Postbiotika behandelten Korallen fiel insbesondere eine Zunahme von Cobetia auf. Diese Bakteriengruppe wird mit Hitzetoleranz bei Korallen in Verbindung gebracht. 6 Das deutet darauf hin, dass das inaktivierte Präparat die bereits vorhandene mikrobielle Gemeinschaft der Koralle beeinflusst haben könnte, ohne dass zugesetzte lebende Bakterien dauerhaft angesiedelt werden müssen.

Wie genau der Effekt entsteht, ist allerdings offen. Der Versuch zeigt einen Zusammenhang zwischen Behandlung, Veränderungen der Mikroben und besseren Gesundheitswerten – nicht aber, welche einzelnen Bestandteile oder Reaktionen der Koralle den Nutzen verursachen. 36

Praktischer Vorteil: Inaktivierte Präparate könnten leichter handhabbar sein

Lebende mikrobielle Kulturen müssen bei Herstellung, Transport und Anwendung lebensfähig bleiben. Ein inaktiviertes Postbiotikum könnte sich künftig einfacher lagern und einsetzen lassen – etwa in Projekten zur Riffrestaurierung oder bei erwarteten Hitzewellen. Das ist ein möglicher praktischer Vorteil, aber kein Ergebnis, das der 15-Tage-Versuch bereits belegt.

Wichtig ist auch: Nicht jedes Postbiotikum funktionierte. Nur eine der hitzeinaktivierten Behandlungen hielt die Photosyntheseeffizienz aufrecht. 3 Künftige Studien müssen daher klären, welche Rezepturen bei welchen Dosen und Korallenarten wirken, wie lange ein möglicher Schutz anhält und ob unerwünschte ökologische Folgen ausgeschlossen werden können.

Ein Baustein für Widerstandsfähigkeit – kein Ersatz für Klimaschutz

Untersucht wurde nur eine Korallenart über 15 Tage während einer einzelnen natürlichen Hitzewelle. Die Studie zeigt somit eine potenziell nützliche Maßnahme, um gefährdeten Korallen durch eine Phase starken Wärmestresses zu helfen. Sie belegt nicht, dass mikrobielle Behandlungen Riffe dauerhaft gegen die fortschreitende Erwärmung der Ozeane schützen können. 35

Realistisch betrachtet könnten Probiotika und Postbiotika den Korallenschutz und die Riffrestaurierung ergänzen: als Instrument, das Korallen während Hitzeereignissen Zeit verschafft. Die Ursache großflächiger Bleiche – die zunehmende Erwärmung der Meere – lässt sich dadurch jedoch nicht ersetzen, sondern nur durch umfassenden Klimaschutz begrenzen.