In danish below

Coral Reefs and Coral Bleaching

Coral Biology 

Corals (phylum: Cnidaria) are sessile marine animals found in many different forms: large reef-building colonies, "floating" fans, and even small solitary animals.  This diversity allows corals to create a wide range of habitats, with approximately 25 % of the ocean’s fish depending on healthy coral reefs for survival.

Corals live in an endosymbiosis with microalgae called Zooxanthellae (phylum: Dinoflagellate). An endosymbiosis involves the microalgae living inside the coral's tissues. Both parties can survive without this symbiosis, but it would result in much poorer living conditions for both. Corals provide a protected environment for the microalgae and also supply the algae with carbon dioxide, ammonia, and phosphate, which they need for photosynthesis. In return, the algae produce glycerol, glucose, amino acids, and lipids for the coral, which it uses for growth and reproduction. Both parties thus benefit from the symbiosis. Corals living in deep-sea areas are also dependent on plankton for survival.

The coral reef ecosystems rank among Earth’s most diverse and valuable ecosystems, providing crucial habitats for marine life while acting as natural barriers that protect coastlines from storms and erosion. Additionally, coral reefs provide jobs for local communities, and even hold promising potential for new medications that could treat arthritis, cancer, human bacterial infections, and viruses.

Coral Bleaching

Unfortunately, the world's coral reefs are severely threatened by pollution, human destruction, and diseases. Various changes in the corals' surroundings can also be a stressor, such as increased sea temperatures, higher irradiation, changes in salinity, increased carbon dioxide in the atmosphere leading to ocean acidification, and variations in nutrients. All of this can lead to the phenomenon of Coral Bleaching. 

Coral bleaching occurs when the coral loses its symbiotic microalgae, making it appear pale, as it is the microalgae that give the coral its color. The two stressors that most significantly lead to coral bleaching are increased sea temperatures and higher irradiation. A rise of just 1-2°C in sea temperature is enough to trigger the microbiological processes in the coral and its microalgae that lead to coral bleaching. These microbiological processes take place in both the coral and the microalgae, and in the latter, it is particularly the damage to the cell parts that perform photosynthesis that ultimately leads to the coral ejecting its symbiotic microalgae. Some crucial processes leading to coral bleaching are necrosis and "programmed cell death" (PCD). Although these processes are seen in both the coral and the microalgae, they mainly occur in the microalgae, and it is believed to have two explanations: a defense mechanism whereby the coral can get rid of dysfunctional microalgae, or a mechanism where dysfunctional microalgae initiate a "suicide" to protect their symbiotic host, the coral. Because the coral utilizes up to 95% of the products the microalgae produce through photosynthesis, it is crucial that its symbiotic microalgae are functional.

Globally, coral bleaching is becoming increasingly widespread due to climate change. Since the beginning of 2023, there have been widespread incidents of coral bleaching around the world, suggesting that we might be amidst the fourth mass coral bleaching event. Corals can recover from bleaching events if conditions improve, but full ecosystem restoration can take many years. However, frequent and more severe global temperature increases leave corals with less time to recover. Therefore scientists are exploring alternative methods to save corals, such as establishing coral nurseries, relocating corals to deeper areas or cooler climates, and genetically developing corals that can withstand higher temperatures. 

Koralrev og “coral bleaching”

Koralbiologi

Koraller (phylum: Cnidaria) er fastsiddende marinedyr, som findes i mange forskellige former: store revbyggende kolonier, “svævende” vifter og endda små solitære dyr. Koraller kan både leve i tropiske, lavvandede havområder, såvel som kolde, dybe og dermed mørke, havområder. Denne diversitet gør det muligt for koraller at skabe en bred vifte af levesteder for andre havdyr, og cirka 25 % af alle fiskearter er afhængige af sunde koralrev for at overleve.

Koraller lever i en endosymbiose med mikroalger kaldet Zooxanthellae (phylum: dinoflagellate). En endosymbiose indbefatter, at mikroalgerne lever inde i korallens væv. Begge parter kan godt overleve uden denne symbiose, men det ville medføre langt dårligere levevilkår for dem begge. Koraller fungerer som et beskyttet miljø for mikroalgerne, og giver ligeledes algerne carbondioxid, ammoniak og fosfat, som de skal bruge til deres fotosyntese. Til gengæld producerer algerne glycerol, glukose, aminosyrer og lipider til korallen, som den bruger til vækst og reproduktion. Begge parter får dermed noget positivt ud af symbiosen. Koraller der lever i dybe havområder er ligeledes afhængige af plankton for at overleve.

Udover at være en af de mest biodiverse økosystemer på Jorden, er koralrev også nogle af de mest værdifulde. De fungerer som naturlige barrierer, der beskytter kystlinjer mod storme og erosion. Videre danner koralrevene grundlag for mange arbejdspladser i lokale samfund, og de har endda lovende potentiale for udvikling af ny medicin til behandling af gigt, kræft, menneskelige bakterielle infektioner og vira.

Coral Bleaching

Desværre er Verdens koralrev alvorligt truet af forurening, menneskelig ødelæggelse og sygdomme. Forskellige ændringer i korallernes omgivelser kan også være en stressfaktor, såsom øgede havtemperaturer, højere indstråling, ændring i salinitet, øget carbondioxid i atmosfæren, hvilket fører til havforsuring, og  variationer i næringsstoffer. Alt dette kan føre til fænomenet Coral Bleaching (koralblegning). 

Coral bleaching sker når korallen mister sine symbiotiske mikroalger, og dermed fremstår helt blege, det er nemlig også mikroalgerne, der giver korallen sin farve. De to stressfaktorer der i højest grad fører til coral bleaching er øgede havtemperaturer og højere indstråling. Der skal ikke mere end en stigning på 1-2*C i havtemperatur, for at det kan trigge de mikrobiologiske processer i korallen og dens mikroalger, der fører til coral bleaching. Disse mikrobiologiske processer finder sted i både korallen og mikroalgerne, og i sidstnævnte er det særligt skader i de celledele, der udfører fotosyntesen, som i sidste ende leder til, at korallen udstøder dens symbiotiske mikroalger. Nogle afgørende processer ledende til coral bleaching er nekrose og “programmeret celledød” (Programmed Cell Death, PCD). Selvom disse processer ses hos både korallen og mikroalger, sker det hovedsageligt i mikroalgerne, og det menes at kunne have to forklaringer:  En forsvarsmekanisme, hvorved korallen kan skille sig af med dysfunktionelle mikroalger, eller en mekanisme, hvor dysfunktionelle mikroalger igangsætter et “selvmord” for at beskytte deres symbiotiske vært, korallen. Fordi korallen udnytter op til 95% af de produkter mikroalgerne producerer via fotosyntese, er det afgørende at dens symbiotiske mikroalger er funktionelle.    

Globalt bliver coral bleaching stadig mere udbredt på grund af klimaforandringer. Siden starten af 2023 har der været udbredte hændelser med coral bleaching rundt om i verden, hvilket tyder på, at vi måske er midt i den fjerde massedød af koraller.

Koraller kan godt komme sig efter en hændelse med coral bleaching hvis leveforholdene forbedres, men fuld genopretning af økosystemet kan tage mange år. Hyppigere og mere alvorlige globale temperaturstigninger giver dog koraller mindre tid til at komme sig. Derfor udforsker forskere alternative metoder til at redde koraller, såsom at etablere koral-planteskoler, flytte koraller til dybere områder eller køligere klimaer og genetisk udvikling af koraller, der kan modstå højere temperaturer.