Neue Tiefsee-Korallenart: Corallizoanthus aureus leuchtet in einer Tiefseehöhle

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben ein leuchtend gelbes Tiefsee-Tier, Corallizoanthus aureus, als neue Art einer marinen Koralle bestätigt. Wird es gestört, sendet es grünes Licht aus – der erste dokumentierte Nachweis von Biolumineszenz innerhalb einer Tiefseehöhle.

Diese Entdeckung verschiebt die bislang gezogenen Grenzen dafür, wo „lebendes Licht“ im Ozean vorkommt, und verweist zugleich auf verborgene Lebensräume, die biologisch bislang kaum erfasst wurden.

Begegnung mit Corallizoanthus aureus

Im Mittelpunkt der Studie steht Corallizoanthus aureus – ein kleiner, gelber Zoanthide, der aus kolonial lebenden, seeanemonenähnlichen Polypen besteht.

Bei den neu beschriebenen Tieren handelt es sich um eine Form der Weichkorallen. Gefunden wurden sie an den Eingängen unterseeischer Höhlen nahe der Minamidaitō-Insel im Süden Japans, wo sie auf anderen Korallen siedeln.

Direktbeobachtungen und Videoaufnahmen, dokumentiert von Dr. Hiroki Kise am National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST), zeigten wiederholt grüne Lichtblitze, die stets derselben, auf Korallen lebenden Art zuzuordnen waren.

Das Leuchten trat ausschließlich nach physischer Störung auf und blieb auf die frei liegenden Körperteile der Tiere beschränkt, ohne sich über die Wirtskoralle auszubreiten.

Dieser enge Auslöser und die klar begrenzte Leuchtzone markieren die bislang bekannten Grenzen des Phänomens – und machen deutlich, dass noch zu klären ist, wie das Leuchten funktioniert und weshalb es nur unter bestimmten Bedingungen erscheint.

Fund von Corallizoanthus aureus

Die Forschenden beschrieben Corallizoanthus aureus auf einer Edelkoralle in etwa 384 Metern Tiefe nahe der Minamidaitō-Insel.

Das Tier gehört zu den Zoantharia, seeanemonenähnlichen Verwandten der Korallen, die häufig andere lebende Oberflächen überziehen.

Die leuchtend gelben Polypen – also die einzelnen Körper dieser Tiere – saßen punktuell auf den Ästen der Koralle, ohne die gesamte Kolonie zu überdecken.

Weil die Wirtskoralle langsam wächst und als wertvoll gilt, können neue „Mitfahrer“ wie diese Art Auswirkungen darauf haben, wie Menschen Sammlungen und Entnahmen managen.

Die Erhebung erfolgte mithilfe eines ferngesteuerten Unterwasserfahrzeugs (ROV). Um die Höhlenwände zu erreichen, war zusätzliche Ausrüstung nötig, da große Unterwasserroboter in engen Passagen und an scharfkantigem Fels schnell an Grenzen stoßen.

Jeder beobachtete Lichtblitz wurde als Biolumineszenz gewertet – also als Licht, das durch chemische Prozesse im Tier entsteht und nicht als Spiegelung von Sonnenlicht.

„Nach bestem Wissen stellt diese Studie den ersten Bericht über Biolumineszenz dar, die innerhalb einer Tiefseehöhle beobachtet wurde“, schrieb Kise.

Da das Team nur einen kleinen Teil dieses Lebensraums einsehen konnte, könnten dort weitere leuchtende Arten bislang schlicht unerreichbar geblieben sein.

Das Korallentier hinter dem Leuchten

Die Forschenden beschrieben einen goldgelben Körperbau und benannten die Art entsprechend dieser Färbung – mit dem lateinischen Wort aureus.

Auf der Wirtskoralle Pleurocorallium inutile trug jeder Zoanthiden-Polyp 24 bis 26 Tentakel und war mitunter über dünnes Gewebe mit benachbarten Polypen verbunden.

Dabei stellten die Forschenden fest, dass das Licht aus den tentakeltragenden „Köpfen“ stammte, während die verbindende Gewebematte dunkel blieb.

Da die Art offenbar an genau einen Wirt und an einen bestimmten Typ Höhleneingang gebunden ist, könnte ihr tatsächliches Verbreitungsgebiet begrenzt sein.

Wie das Korallenleuchten getestet wurde

Zurück an Bord bewahrte das Team Korallenproben in dunklem, kaltem Meerwasser auf und erwärmte sie für die Tests auf etwa 27 °C.

Ein Kneifen oder eine kaliumreiche Spülung veränderte den Salzhaushalt der Zellen und setzte damit die gespeicherten chemischen Komponenten in Gang, die das Licht erzeugen.

Das Emissionsmaximum lag im grünen Bereich; eine verwandte Art, Churabana kuroshioae, erzeugte dagegen ein bläulicheres blaugrünes Signal.

Eine dritte Art, Epizoanthus fatuus, blieb ohne Leuchten – ein Hinweis darauf, dass selbst nahe Verwandte sehr unterschiedliche Mechanismen nutzen können.

Hinweise aus genetischen Verwandtschaften

Genetische Untersuchungen am AIST zeigten, dass das leuchtende Tier nahe bei Corallizoanthus tsukaharai liegt, einem engen Verwandten, der auf anderen Korallen lebt.

Diese Verwandtschaft ist relevant, weil die Tiere sich äußerlich stark ähneln können und sich feine Unterschiede je nach Zusammenziehen oder Strecken verändern.

Durch die Kombination aus Genetik und der Wahl des Wirts konnte das Team eine neue Art von einer früheren Fehlzuordnung abgrenzen.

Gleichzeitig fehlen in der übergeordneten Gruppe weiterhin ausreichend eindeutig bestätigte „Leuchter“, um genauer einzuordnen, wann dieses Merkmal erstmals entstanden ist.

Was die Chemie vermuten lässt

Das Leuchten beginnt wahrscheinlich durch Stoffe im Tier selbst und nicht durch Licht, das von auf ihm lebenden Bakterien erzeugt würde.

Als plausibelste Erklärung nannten die Forschenden ein Luciferin-Luciferase-System – ein Zusammenspiel aus „Treibstoff“ und Enzym, das Licht emittiert.

Mikroskopische Untersuchungen zeigten keine bakteriellen Zellen im Gewebe der neuen Koralle, weshalb das Team eine interne Reaktion gegenüber einer mikrobiellen „Hilfe“ bevorzugte.

Solange die Moleküle nicht isoliert sind, bleibt diese chemische Einordnung jedoch eine begründete Vermutung, und das AIST benötigt weitere Proben, um sie zu prüfen.

Welche Funktion das Leuchten haben könnte

Ein ausgelöster Lichtblitz erfüllt oft eine Funktion – und in großer Tiefe kann ein abruptes Signal eine Begegnung sehr schnell verändern.

Eine Hypothese besagt, dass das Licht größere Räuber anlockt und den Angreifer dadurch selbst zu einem leichteren Ziel für einen noch höheren Jäger in der Nahrungskette macht.

Eine weitere Möglichkeit wäre leuchtender Schleim oder abgestoßenes Gewebe, das an einem Räuber haftet und dessen Position kurzzeitig verrät.

Diese Rollen wurden in der Studie nicht getestet; dafür wären nächtliche Aufnahmen aus Höhlen mit tatsächlich stattfindenden Angriffen nötig.

Erkenntnisse aus Corallizoanthus aureus

Biolumineszenz hat sich im Tierreich dutzende Male unabhängig entwickelt, dennoch fehlt für viele Korallengruppen weiterhin eine vollständige Bestandsaufnahme.

Mit der klaren Beschreibung einer neuen Art liefern die Forschenden der Evolutionsforschung einen belastbaren Datenpunkt statt eines bloßen Gerüchts.

Der Nachweis zeigt ausserdem, wo die Biologie als Nächstes suchen kann, weil Wirtskorallen künftige Funde gezielt lenken könnten.

Sollten Tiefseehöhlen weiterhin solche Entdeckungen ermöglichen, müssten Verantwortliche Exploration, Schutz und Korallenentnahme möglicherweise gemeinsam abwägen.

Das neu nachgewiesene, leuchtende Tier macht deutlich, wie viel der Tiefsee weiterhin unbeschrieben bleibt – selbst dann, wenn Forschende Kameras dorthin bringen.

Für die nächsten Schritte braucht es wiederholte Höhlenkartierungen und sorgfältige chemische Tests, denn schon ein übersehenes Detail kann verändern, wie diese Tiere wissenschaftlich gruppiert werden.

Bildnachweis: H. Kise et al.