Diversity and host specificity of shrimp-like crustaceans (Decapoda: Caridea) associated with mesophotic and deep-sea coral communities in the western Atlantic

Tief unter der sonnendurchfluteten Meeresoberfläche, wo das Licht in eine ewige Dämmerung übergeht und das Wasser kalt und schwer wird, liegen riesige Korallenwälder. Dies sind nicht die lebhaften, flachen Riffe, die man oft in tropischen Urlauben sieht, sondern Tiefsee-Ökosysteme, die sich von den mittleren Tiefen bis hinab in den dunklen Abgrund erstrecken. Obwohl diese Ökosysteme seit langem bekannt sind, bleiben sie weitgehend unerforscht, schlichtweg weil sie so schwer zu erreichen sind. Wissenschaftler haben vor Kurzem begonnen zu verstehen, dass diese dunklen Korallengärten nicht nur stille, leere Landschaften sind; sie sind geschäftige Städte, die vor Leben wimmeln. Unter den zahlreichsten und vielfältigsten Bewohnern dieser Tiefseeriffe befinden sich winzige, garnelenartige Kreaturen. Diese Tiere, bekannt als carideische Garnelen, leben oft in einer engen Partnerschaft mit den Korallen, Schwämmen und anderen Wirbellosen, die das Riffgefüge bilden. Einige dieser Garnelen verlassen sich ihr ganzes Leben lang auf einen einzigen Wirt, während andere frei zwischen verschiedenen Arten von Behausungen wechseln. Zu verstehen, wer wo lebt und wie sie voneinander abhängen, ist entscheidend für den Schutz dieser fragilen Umgebungen, insbesondere da menschliche Aktivitäten wie der Tiefseebergbau und Verschmutzung beginnen, sie zu bedrohen.

Ein Forscherteam machte sich kürzlich auf den Weg, um diese verborgene Welt der Tiefsee-Garnelen im westlichen Atlantik zu kartieren, wobei der Fokus auf den Gewässern vor dem nördlichen Golf von Mexiko und in der Nähe von Puerto Rico lag. Sie wollten wissen, wie viele verschiedene Garnelenarten auf Tiefseekorallen leben, ob einige nur durchziehen oder permanente Bewohner sind und ob es Arten gibt, die identisch aussehen, aber genetisch verschieden sind. Um diese Fragen zu beantworten, kombinierten die Wissenschaftler traditionelle Methoden der Untersuchung physischer Merkmale mit modernen genetischen Werkzeugen. Sie sammelten Proben aus Tiefen von knapp unter 30 Metern bis hinunter zu mehr als 1.800 Metern, unter Verwendung von ferngesteuerten Unterwasserfahrzeugen, die wie Unterwasserroboter funktionieren, um Exemplare aufzunehmen, sowie autonomen Strukturen, die auf dem Meeresboden platziert wurden, um alles einzufangen, was sich darauf niederlässt.

Die Ergebnisse dieser Untersuchung offenbarten eine weit komplexere Welt als bisher angenommen. Die Forscher identifizierten 61 verschiedene Arten von garnelenartigen Krebstieren in ihren Proben. Doch die Geschichte endet nicht mit einer einfachen Zählung. Durch die Analyse der DNA dieser Kreaturen entdeckte das Team, dass viele der Garnelen, die sie für eine einzige Art hielten, tatsächlich Gruppen aus mehreren verschiedenen, eng verwandten Arten waren, die dem menschlichen Auge fast identisch erscheinen. Diese werden als kryptische Arten bezeichnet, und ihr Fund deutet darauf an, dass die wahre Vielfalt des Lebens in diesen Tiefseeriffen wahrscheinlich viel höher ist, als aktuelle Aufzeichnungen zeigen. Die Studie hob auch hervor, dass die Methoden zur Probennahme einen großen Unterschied machten. Die Roboter, die spezifische Korallen aufnehmen konnten, fanden einen anderen Satz an Garnelen als die stationären Strukturen, die auf dem Meeresboden hinterlassen wurden, was bewies, dass Wissenschaftler mehrere Werkzeuge benötigen, um ein vollständiges Bild davon zu erhalten, wer im Tiefsee lebt.

Als die Forscher untersuchten, wie diese Garnelen mit ihrer Umgebung interagieren, fanden sie eine klare Aufteilung des Lebensstils. Etwa 22 der gefundenen Arten waren obligate Assoziierte, was bedeutet, dass sie so spezialisiert sind, dass sie nur auf spezifischen Wirten leben und ohne diese nicht überleben können. Weitere 11 Arten waren potenzielle fakultative Assoziierte, die zwar auf einem Wirt leben können, aber im Notfall auch alleine überleben können. Die verbleibenden 28 Arten zeigten keine starken Anzeichen dafür, in einer symbiotischen Beziehung zu leben, und erschienen als freilebende Kreaturen, die die Korallenriffe lediglich als Versteck oder Nahrungsquelle nutzen. Die beliebtesten Vermieter für diese Garnelen waren Octocorallia (Weichkorallen), eine Art von Weichkoralle, zu der auch Seefächer und Seestangen gehören. Schwämme und Schwarze Korallen waren ebenfalls häufige Wirte, doch die Studie fand, dass keine einzelne Korallenart alle Garnelen beherbergte; verschiedene Gruppen von Garnelen bevorzugten unterschiedliche Arten von Behausungen.

Eine der faszinierendsten Entdeckungen betraf eine spezifische Gruppe von Garnelen, die fast ausschließlich auf Octocorallia und Schwarzen Korallen leben. Die genetische Analyse zeigte, dass diese Garnelen im Laufe ihrer Evolutionsgeschichte viele Wirte gewechselt haben. Beispielsweise wurden einige Arten, die eng mit anderen auf Weichkorallen lebenden Arten verwandt sind, auf Schwarzen Korallen gefunden, und eine Art wurde auf einer Crinoid (Seelilie) entdeckt, die nicht einmal eine Koralle ist. Dies deutet darauf an, dass diese Tiere nicht für immer an einen einzigen Typ von Zuhause gebunden sind; sie können sich an neue Wirte anpassen, während sie sich entwickeln. Diese Spezialisierung bringt jedoch einen Preis mit sich. Da diese Garnelen so sehr von spezifischen Wirten abhängig sind, sind sie höchstwahrscheinlich sehr verwundbar, falls diese Wirte verschwinden sollten. Wenn eine Krankheit oder eine Umweltveränderung eine bestimmte Art von Koralle auslönt, könnten die Garnelen, die auf sie angewiesen sind, mit ihr verschwinden, selbst wenn das restliche Riff unversehrt scheint.

Die Studie wies auch darauf hin, dass unser derzeitiges Wissen über diese Tiefsee-Ökosysteme noch sehr unvollständig ist. Die Forscher stellten fest, je tiefer sie gingen, desto weniger wussten sie. Während sie in den flacheren Teilen der Tiefenzone eine gute Anzahl an Arten fanden, sank der Artenreichtum in den Proben, die aus Tiefen von mehr als 300 Metern entnommen wurden, und die Daten deuteten darauf hin, dass in diesen dunkleren, tieferen Gewässern noch viele weitere Arten zu entdecken sind. Die in dieser Studie verwendeten Probenahmemethoden, obwohl fortschrittlich, übersehen immer noch einen Großteil der Vielfalt, die wahrscheinlich existiert. Die Autoren merkten an, dass die Tiefsee ein Ort ist, an dem viele Arten selten und schwer zu finden sind, und dass die aktuelle Liste von 61 Arten wahrscheinlich nur die Spitze des Eisbergs ist.

Letztendlich dient diese Forschung als lebenswichtige Basis für die Zukunft. Indem sie diese Arten identifizieren und ihre Beziehungen zu ihren Wirten verstehen, können Wissenschaftler die Gesundheit der Tiefsee-Korallengemeinschaften besser überwachen. Sollten diese Ökosysteme durch menschliche Aktivitäten geschädigt werden, könnte der Verlust dieser spezialisierten Garnelen ein frühes Warnsignal für ein größeres Problem sein. Die Studie betont, dass wir diese Tiefseeriffe erst wahrhaft schützen können, wenn wir zuerst verstehen, wer dort lebt und wie sie voneinander abhängen. Oh dies detaillierten Wissens könnten Bemühungen zur Wiederherstellung oder Erhaltung dieser Umgebungen unvollständig sein. Die Arbeit bestätigt, dass selbst in den entlegensten und am schwersten erreichbaren Teilen des Ozeans das Leben vielfältig, komplex und tief miteinander vernetzt ist – bereit, verstanden zu werden.