Wissenschaftler haben entdeckt, dass Korallen wie Menschen "schlafen"

Obwohl Korallen über kein Nervensystem und kein Gehirn verfügen, sind sie in der Lage zu "schlafen" - während die in ihnen lebenden symbiotischen Mikroorganismen aktiv bleiben.

Zu diesem Schluss kommen Wissenschaftler des Instituts für Evolutionsbiologie (IBE), einem gemeinsamen Zentrum des spanischen Nationalen Forschungsrats (CSIC) und der Universität Pompeu Fabra. Die Ergebnisse der Studie sind in der Zeitschrift Cell Host & Microbe veröffentlicht.

Bisher ging man davon aus, dass Schlaf vor allem für Tiere mit Nervensystemen charakteristisch ist. Eine neue Studie hat jedoch gezeigt, dass Korallen einen ausgeprägten Tagesrhythmus von Ruhe und Aktivität haben, der für die Aufrechterhaltung ihrer symbiotischen Beziehung mit Mikroben notwendig ist.

Die Arbeit wurde direkt an einem Korallenriff vor der Küste der Insel Curaçao im Karibischen Meer durchgeführt. Die Wissenschaftler untersuchten die Hirnkoralle Pseudodiploria strigosa und ihren Symbionten, die Mikroalge Breviolum, die in den Zellen der Koralle lebt und sie während der Photosynthese mit Nährstoffen versorgt.

Drei Tage lang tauchten die Forscher alle sechs Stunden und analysierten die Genaktivität sowohl der Koralle als auch ihres Symbionten. Die Ergebnisse zeigten, dass die Koralle nachts in einen Ruhezustand übergeht und etwa ein Drittel des Tages "schläft", was mit der Dauer des Schlafs beim Menschen vergleichbar ist. Zugleich bleibt ihr Mikrobiom weitgehend aktiv.

Den Autoren zufolge ist der Schlaf für Korallen notwendig, um sich vom Stress des Tages zu erholen. Tagsüber betreiben die Symbionten aktiv Photosynthese und versorgen die Koralle mit organischen Stoffen, aber gleichzeitig setzen sie reaktive Sauerstoffspezies frei, die das Gewebe und die DNA des Wirts schädigen können. Der nächtliche "Schlaf" ermöglicht es den Korallen, Mechanismen zur Reparatur und Wiederherstellung des genetischen Materials auszulösen.

"Nachts reparieren die Korallen DNA-Schäden, die durch die Aktivitäten ihrer Symbionten während des Tages verursacht wurden", erklärt Studienleiter Javier del Campo.

Zur gleichen Zeit stellen die Mikroalgen die Photosynthese ein, führen aber andere zelluläre Funktionen weiter aus und brauchen keine vollständige Ruhe.

Die Autoren stellen fest, dass ohne diesen zirkadianen Rhythmus die Symbiose zwischen Korallen und Mikroben toxisch werden könnte. Der Schlaf ermöglicht die Aufrechterhaltung des Gleichgewichts in dieser uralten, für beide Seiten vorteilhaften Beziehung, von der Wissenschaftler glauben, dass sie sich vor Milliarden von Jahren gebildet hat.

Die Studie hat auch praktische Auswirkungen. Das Verständnis der biologischen Rhythmen von Korallen könnte bei Programmen zur Wiederherstellung von Riffen helfen und besser beurteilen, wie mikrobielle Gemeinschaften die Widerstandsfähigkeit von Korallen gegenüber dem Klimawandel beeinflussen.

Den Forschern zufolge bestätigt die Arbeit, dass der Schlaf ein uralter evolutionärer Mechanismus ist, der dem Nervensystem vorausging und nicht nur für das individuelle Überleben von Organismen, sondern auch für die Aufrechterhaltung komplexer interspezifischer Beziehungen eine Schlüsselrolle spielt.