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Riffbildende Stein- und Feuerkorallen verfügen über ein reichhaltiges Mikrobiom mit grösstenteils unbekannten Arten. Einen Teil davon haben ETH-Forschende jetzt anhand des Erbguts charakterisiert. Die Mikroorganismen können Naturstoffe produzieren, die für Therapien und chemische Reaktionen genutzt werden könnten. In Riffen leben möglicherweise tausende weitere nützliche Mikroben, die gemeinsam mit ihren Wirten, den Korallen, vom Aussterben bedroht sind.
In Korallenriffen wimmelt es nur so von Leben: Sie beherbergen über einen Drittel aller marinen Tier- und Pflanzenarten, obwohl sie nur weniger als ein Prozent des Meeresbodens bedecken. Doch diese immense Vielfalt ist durch die Erwärmung der Weltmeere bedroht. Seit den 1950er Jahren ist schon 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, von der beide Partner profitieren. Zur Verteidigung gegen Krankheitserreger, Fressfeinde und Konkurrenten produzieren sie ein riesiges Arsenal an Naturstoffen, das für die Menschheit von grossem Nutzen sein könnte.
Wie immens der Verlust dieser Natur-Apotheke wäre, belegt nun eine im Fachjournal Nature veröffentliche Studie der ETH-Forschungsgruppen von Shinichi Sunagawa und Jörn Piel, in Zusammenarbeit mit Lucas Paoli von der EPFL und dem Tara Pacific Konsortium. Das Team identifizierte neue Arten von Mikroorganismen in Korallen und wies deren Fähigkeit für die Produktion von neuartigen Substanzen nach.
Proben enthalten eine Vielfalt an Mikroben
Hierfür untersuchten die Forschenden rund 800 Proben von Korallen, die vor zehn Jahren während einer Expedition des Forschungsschiffs Tara quer durch den Pazifik gesammelt wurden. Die meisten stammten von riffbildenden Feuer- oder Steinkorallen.
Das Team sequenzierte zunächst die Schnipsel von mikrobieller DNA, die in den Proben enthalten waren. Daraus setzten sie mithilfe von Hochleistungscomputern der ETH Zürich dann das Erbgut von 645 verschiedenen Arten von Bakterien und Archaebakterien zusammen. «Für über 99 Prozent dieser Arten waren zuvor keine genomischen Informationen vorhanden, sie waren der Wissenschaft also nicht bekannt», sagt Sunagawa.
Jede Koralle hat eigenes Mikrobiom
Ein Vergleich mit Wasserproben aus dem offenen Meer zeigte zudem, dass diese Mikroorganismen nicht überall im Pazifik vorkommen, sondern nur im Riff zuhause sind. Und sie sind meist auf eine ganz bestimmte Art von Koralle spezialisiert, denn es fanden sich kaum Überschneidungen zwischen den unterschiedlichen Korallengattungen. Laut Sunagawa leben die Mikroorganismen oft auf der Oberfläche und in der Magenhöhle der Korallen. Gemeinsam mit dem Wirt bilden sie ein komplexes ökologisches System, ähnlich wie beim Haut- und Darmmikrobiom des Menschen.
Erbgut enthält Anweisungen für Naturstoff-Produktion
Doch die Forschenden begnügten sich nicht mit der Beschreibung neuer Arten. Sie wollten auch untersuchen, welche interessanten biochemischen Substanzen die Mikroben möglicherweise produzieren. Hierzu nahmen sie deren Erbgut genauer unter die Lupe und suchten dort nach Bauplänen für die Herstellung von Naturstoffen. Dabei stiessen sie auf einen bislang unentdeckten Schatz.
«Wir haben im Erbgut der im Riff angesiedelten Mikroorganismen mehr Potenzial für die Produktion von Naturstoffen gefunden als bisher im gesamten offenen Ozean», so Sunagawa. Ein Grund dafür ist möglicherweise die hohe Dichte an Lebewesen im Korallenriff: Wer an einem solchen Ort über eine vielseitige Palette an Abwehrstoffen verfügt, ist klar im Vorteil.
Erst ein Bruchteil entdeckt
Die Resultate sind für Sunagawa aber nur der Anfang: «In der aktuellen Studie haben wir Korallen aus drei verschiedenen Gattungen untersucht. Insgesamt sind aber mehrere hundert Gattungen mit mehreren tausend Arten bekannt.» Auch die Mikrobiome weiterer artenreicher Meeresorganismen wie Schwämme, Weichtiere und Algen seien bislang nicht ausreichend erforscht.
Das Ausmass dieser Wissenslücken, und die damit verbundenen Implikationen, finden die Forschenden besorgniserregend. Denn wenn die Biodiversität in Korallenriffen weiter abnimmt, bedeutet dies auch den unwiederbringlichen Verlust von tausenden zum allergrössten Teil unbekannten Arten von Mikroorganismen.
«Die molekulare Erforschung von Korallenriffen birgt enorme Möglichkeiten für biotechnologische oder medizinische Anwendungen», so Piel. «Wir stehen unter Zeitdruck, dieses Potenzial zu erschliessen und zu behüten», appelliert Sunagawa. Der Schutz der Korallenriffe müsse deshalb unbedingt auch das Mikrobiom mit einbeziehen.
Prof. Dr. Shinichi Sunagawa, ETH Zürich, ssunagawa(at)ethz.ch
Prof. Dr. Jörn Piel, ETH Zürich, jpiel(at)micro.biol.ethz.ch
Wiederkehr F, Paoli L, Richter D, et al.: Coral microbiomes as reservoirs of unknown genomic and biosynthetic diversity, Nature, 25. Februar 2026, DOI: 10.1038/s41586-026-10159-6
https://ethz.ch/de/news-und-veranstaltungen/eth-news/news/2026/02/gefaehrdete-na...
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Journalisten, Wissenschaftler, jedermann
Biologie, Ernährung / Gesundheit / Pflege, Meer / Klima, Tier / Land / Forst, Umwelt / Ökologie
überregional
Forschungsergebnisse, Forschungsprojekte
Deutsch
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