Gen reguliert Tag-Nacht-Rhythmus des Riffbauens Auch Korallen haben eine innere Uhr - scinexx | Das Wissensmagazin
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Gen reguliert Tag-Nacht-Rhythmus des Riffbauens

Auch Korallen haben eine innere Uhr

Polypen der Koralle Stylophora pistillata © Didier Zoccola, Centre Scientifique de Monaco

Korallen sind nachts besonders aktiv – zumindest was den Riffbau angeht. Wissenschaftler identifizierten jetzt ein Gen, das die Produktion von Bikarbonat ankurbelt, sobald es Nacht wird. Dieses Molekül dient unter anderem dazu, die empfindlichen Korallenpolypen gegen die beim Kalkskelettbau anfallenden Säuren zu schützen.

Korallen sind winzig klein, doch sie bilden die größten biologische Konstruktionen der Erde. Ein Drittel aller Meeresorganismen leben in ihren Riffen. Die Korallenpolypen befinden sich in enger Symbiose mit photosynthetischen Algen, die den Polypen die Nährstoffe liefern, die sie unter anderem für den Bau ihrer Kalkskelette benötigen. Schon seit längerem war bekannt, dass das Skelettwachstum dabei nachts am stärksten ist. Warum, war allerdings nicht klar.

Doppelt so viel Enzym in der Nacht

Forscher um Aurelie Moya vom Centre Scientifique de Monaco haben nun erstmals ein Gen identifiziert, das auf den Hell-Dunkel-Zyklus des Tageslichts reagiert und damit als Zeitgeber dient. Das STPCA genannte Gen erzeugt ein Enzym, das Kohlendioxid in Bikarbonat umwandelt und damit in einen der Bausteine des Kalkskeletts. Die höchsten Konzentrationen des Enzyms entdeckten die Wissenschaftler in der wässrigen Schicht direkt unter dem Kalkskelett der Korallen, hier war es in der Nacht doppelt so hoch wie am Tage.

Kalkskelett von Stylophora pistillata © Didier Zoccola, Centre Scientifique de Monaco

„Nachtschicht“ gegen Säureschäden

In Versuchen setzten die Forscher Korallen einem Hemmstoff gegen dieses Enzym aus und tatsächlich sank die Rate der Skelettbildung als Reaktion. Damit war die direkte Rolle von STPCA für die Riffbildung bestätigt. Warum aber produziert die Koralle besonders nachts so viel Bikarbonat? Nach Ansicht der Forscher ist die Empfindlichkeit der Korallen gegenüber einer Versauerung ein Grund: Beim Umbau des im Meerwasser gelösten Kalziums zu den Kalkskeletten bleiben Ionen übrig, die nach und nach das Wasser saurer machen.

Tagsüber sorgt die Photosynthese dafür, dass diese eingebaut und damit unschädlich gemacht werden. Nachts dagegen fehlt diese. Um die Säureionen dennoch unschädlich machen zu können, produziert die Koralle daher vermehrt Bikarbonat, das als Puffer wirkt und die Säurewirkung neutralisieren kann.

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(American Society for Biochemistry and Molecular Biology, 15.09.2008 – NPO)

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