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Transkript |
| Anderson Mayfield |
Also, Leute, danke, dass ihr eingeschaltet habt. Mein Name ist Anderson Mayfield und ich bin Assistenzwissenschaftler bei NOAA und der University of Miami. |
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Und heute werde ich mit Ihnen über einige meiner Forschungsarbeiten der letzten etwa 20 Jahre sprechen, um das Schicksal der Riffkorallen vorherzusagen. |
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Und weil ich in den nächsten 35-40 Minuten eine Menge Stoff abdecken werde, möchte ich gleich zu Beginn meinen Förderorganisationen danken, insbesondere NSF, NOAA, |
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Living Oceans Foundation. Ein Großteil der Arbeit, die ich im Laufe meiner Karriere leisten durfte, fand in abgelegenen |
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Standorte, an denen einige ziemlich neue Technologien zum Einsatz kommen, die tendenziell teuer sind. Daher hatte ich das große Glück, mit diesen hervorragenden Agenturen zusammenzuarbeiten, die diese Arbeit unterstützt haben. |
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Ich interessiere mich für alle Facetten der Korallenbiologie, angefangen bei den Grundlagen der Zellbiologie. Wie funktionieren Zellen tagtäglich? Wie ich Ihnen zeigen werde, sind die Zellen sehr dicht gedrängt. |
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Ich habe eine ziemlich lange Zeit damit verbracht, Aquarienstudien durchzuführen, bei denen ich Korallen verschiedenen Stressfaktoren wie Temperaturen und der Versauerung der Meere ausgesetzt habe. |
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PCO2-Werte. Und wir haben dies in Mikrokosmen und Mesokosmen durchgeführt. Wir nennen das Umweltphysiologie und … Ich werde Ihnen heute tatsächlich einige Daten dazu zeigen. |
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Worauf ich mich in den letzten Jahren besonders konzentriert habe und was auch den Kern dieser Präsentation ausmacht, sind Vorhersagen. |
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Ich meine hier die molekulare Diagnostik. Woher wissen wir, ob eine Koralle krank ist? Normalerweise warten wir, bis sie fast tot ist, um sie zu diagnostizieren. Ich möchte versuchen, sie zu drängen... |
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Von diesem retroaktiven Diagnoseansatz zu einem proaktiveren Ansatz übergehen. Können wir subtile Verschlechterungen der Korallengesundheit erkennen, bevor sie anfangen zu erkranken? |
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Können wir Vorhersagen darüber treffen, welche in den kommenden Jahrzehnten am besten abschneiden werden und welche nicht? |
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Dies ist sozusagen der Kern meiner täglichen Arbeit und auch etwas, worüber ich heute sprechen werde. |
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Ich entschuldige mich bei denen von Ihnen, die schon einige meiner JMP-Vorträge gehört haben. Sie werden viele Wiederholungen feststellen. |
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aber ich möchte grundsätzlich alle auf den gleichen Stand bringen, was die Biologie der Korallenriffe betrifft, die für das Verständnis von entscheidender Bedeutung ist. |
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warum ich die Dinge so gemacht habe, wie ich sie gemacht habe. Ich werde über einige Probleme sprechen, mit denen Korallenriffe konfrontiert sind. Leider arbeiten die meisten von uns heute im Bereich der Korallenriffe, |
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Ich studiere Korallenriffe nicht nur, weil sie schön und faszinierend sind, sondern auch, weil sie so schnell sterben. |
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Anschließend werde ich über zwei völlig unterschiedliche, aber möglicherweise komplementäre Ansätze zur Vorhersage des Schicksals von Korallen sprechen. Einer davon untersucht globale Temperaturtrends anhand von Satellitendaten. Darauf verlassen sich die meisten Menschen |
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während wir gerade sprechen. Dann werde ich Ihnen einige neue Daten vorstellen und Ihnen anhand von JMP zeigen, wie schnell Sie einige molekulare Analytdaten direkt vom Computer erhalten können. |
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und gehen direkt dazu über, Vorhersagen mithilfe eines zellbasierten Ansatzes zu treffen. Anstatt also globale Temperaturmuster zu betrachten, um Vorhersagen über die Gesundheit der Korallen zu treffen, schauen wir tatsächlich in die Korallenzellen hinein, um zu sehen, ob wir etwas diagnostizieren können, das möglicherweise schief läuft. |
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Da ich versuche, in relativ kurzer Zeit so viel abzudecken, werde ich zwangsläufig einige Dinge übergehen. Wenn Sie also Fragen haben, lade ich Folgendes hoch: |
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Alle Daten, die ich Ihnen heute zeigen werde. Es gibt versteckte Folien. Es gibt also einige Dinge, die ich in JMP mache, und Sie verstehen nicht, was passiert ist. |
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Sie sind tatsächlich in der PowerPoint-Präsentation enthalten. Wenn Sie sie also herunterladen, können Sie sich die wesentlichen analytischen Details Schritt für Schritt ansehen. |
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Das ist möglich. Ich mache alle Daten und die PowerPoint-Präsentation frei zugänglich. Schreiben Sie mir einfach eine E-Mail. Sie können auch meine persönliche Website besuchen, die ich hier aufgeführt habe. |
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Ich beantworte gerne alle Fragen. Und ich halte diese Daten für wichtig. Sie sind zwar noch nicht veröffentlicht, aber Sie können sie sich gerne in Ruhe ansehen. |
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Ich denke, die meisten Menschen haben eine allgemeine Vorstellung davon, was ein Korallenriff ist. Ich möchte die Definition gleich zu Beginn klarstellen: Es handelt sich um eine Struktur auf Kalziumkarbonatbasis. |
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Es ist durch eine Tier-Pflanzen-Symbiose entstanden. Sie mögen wärmeres Wasser. Aber wie Sie gleich sehen werden, nicht zu warm. |
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Sie liegen meist in Äquatornähe und in den Tropen und weisen eine sehr hohe Artenvielfalt an Fischen und Wirbellosen auf. Wie Sie auf diesem Bild sehen können, |
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Es gibt unzählige Verstecke für kleine Organismen. Das bedeutet, dass sie wichtige Brutstätten für kommerziell wichtige Fischereien sind und buchstäblich die Küste abschirmen. |
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von ... Küsten vor Sturm- und Wellenschäden, die eine Reihe von Ökosystemdienstleistungen für den Menschen erbringen. Ehrlich gesagt, ist das nicht der Grund, warum ich Korallenriffe studiert habe. Ich studiere sie, weil ich denke |
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Sie sind wunderschön. Ich liebe es zu tauchen. Und ich finde die zugrunde liegenden Gerüst bildenden Organismen an sich schon wirklich faszinierend, und damit auch die Riffkorallen. |
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Eine Riffkoralle ist eigentlich nicht nur ein Tier. Etwa die Hälfte ihres Gewebes besteht aus Pflanzenzellen, insbesondere Dinoflagellatenalgen. |
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Diese Dinoflagellaten, die ich Ihnen hier gezeigt habe, deren zungenbrecherischer Familienname Symbiodiniaceae ist, sind photosynthetisch aktiv. Sie fixieren Kohlenstoff aus Sonnenlicht, genau wie eine Pflanze, und transportieren den fixierten Kohlenstoff in ihren Wirt. |
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Ja. Korallen können sich ernähren; sie haben spezialisierte Nesselzellen, sogenannte Nematozysten, die alle Nesseltiere haben. |
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aber ehrlich gesagt sind sie für den Großteil ihres Nährstoffbedarfs auf ihre Endosymbionten angewiesen. Die Endosymbionten werden auch |
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etwas, sie bekommen die Abfallprodukte der Korallen für ihren Stoffwechsel. Sie bekommen Schutz. Es ist ein wirklich kompliziertes |
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mutualistische Assoziation, die seit über 50 Jahren im Fokus der Forschung steht, aber es gibt noch immer viele wichtige Aspekte, die wir nicht verstehen. |
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Tatsache ist, was Sie für diesen Vortrag wissen müssen, ist, dass Korallen zu etwa zwei Dritteln tierischen und zu einem Drittel pflanzlichen Ursprungs sind. |
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physiologischen Perspektive. Es handelt sich also im Grunde um ein physiologisches Oxymoron in dem Sinne, dass es sich um ein Tier handelt, das über diese mutualistische Symbiose mit den Dinoflagellaten-Algen Photosynthese betreiben kann. |
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Um den Gesundheitszustand einer Koralle zu verstehen, müssen Sie sich nicht nur auf die Koralle selbst konzentrieren, sondern auch auf ihre Dinoflagellaten-Endosymbionten. Und es geht sogar noch weiter. |
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Korallen beherbergen ein ganzes Mini-Ökosystem, das wir Mikrobiom nennen. Es gibt eine Vielzahl von Bakterien, Viren und Pilzen, die auf, in oder sogar im Inneren des Korallenskeletts leben. |
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Ich werde heute eigentlich nur über die Dinoflagellaten und den Korallenwirt sprechen, aber es genügt zu sagen, dass Sie, wenn Sie wirklich ein ganzheitliches Verständnis erlangen möchten, das Ganze berücksichtigen müssen, was wir einen sogenannten Holobionten nennen, der eine Verschmelzung von Wirt und Symbiont ist. |
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Ich denke, das ist den meisten von Ihnen wahrscheinlich bereits bekannt. Korallenriffe sind weltweit zahlreichen Bedrohungen ausgesetzt. Dazu gehören beispielsweise die Entwicklung der Küstengebiete, die zur Verschmutzung des Meerwassers führt. Und es gibt Überfischung. |
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In Florida sind wir besonders besorgt über Krankheiten. Derzeit wütet eine Krankheit, die zum Gewebeverlust durch Steinkorallen führt, in den Riffen Floridas. |
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Aber auf globaler Ebene würde ich sagen, dass die meisten Korallenbiologen den Klimawandel als die größte Bedrohung für die Korallenriffe bezeichnen würden. Der Grund |
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Diese Korallen leben im Grunde schon an der oberen Grenze ihrer Thermotoleranz. Wenn man diese Temperatur etwas höher treibt |
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als sie vertragen, werden sie ausbleichen. Sie werden also das sehen, was Sie auf diesem Bild hier sehen. Und das bedeutet, dass sie entweder ihre Dinoflagellaten verloren haben. |
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Sie haben sie entweder ausgestoßen oder verdaut. Die Dinoflagellanten sind möglicherweise noch in der Koralle, aber sie haben ihre |
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Diese Korallen können keine Photosynthese mehr betreiben, was bedeutet, dass sie sich nicht mehr selbst ernähren können. |
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Wenn es ihnen nicht gelingt, schnell wieder Symbionten zu finden oder vielleicht eine Spülung mit nahrungsreichem Meerwasser zu bekommen, das an ihnen vorbeifließt, werden sie verhungern und sterben. |
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Normalerweise tritt eine Bleiche auf, wenn die Temperatur etwa ein Grad Celsius über der durchschnittlichen Höchsttemperatur des Jahres liegt. |
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Das ist seit Jahrzehnten bekannt. Die NOAA hat vor etwa 20 Jahren ein Programm namens Coral Reef Watch gestartet. Es ist eine wirklich schöne Website. Ich empfehle Ihnen, sie sich einmal anzusehen. Die Idee dahinter ist ganz einfach: Man setzt Korallen heißem Wasser aus, das für sie normal ist. |
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über längere Zeiträume ist das generell schlecht. Das Konzept ist als Grad-Heizwoche bekannt, daher werde ich versuchen, es zu erklären. |
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Dies ist... Ich entschuldige mich für die niedrige Auflösung der Abbildung, aber es handelt sich um die Anleitung auf ihrer Website. Sehen wir uns diese Abbildung also einmal an, denn sie ist wichtig. |
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Auf der linken Y-Achse steht SST, was für Meeresoberflächentemperatur steht und aus Satellitendaten abgeleitete Temperaturdaten sind. |
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Rechts sehen wir eine Heizwoche, die im Grunde ein Integral der Grad Celsius über dem Normalwert multipliziert mit der Zeit ist. In diesem Fall ist die schraffierte blaue Linie bei etwa 29 Grad der nachlaufende Mittelwert des heißesten Monats des Jahres, der in diesem Fall vielleicht |
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Ich schätze im Sommer. |
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Sie beginnen also, Stress bei einem Grad über diesem gleitenden monatlichen Mittelwert anzusammeln. Das wäre also 29 plus eins ist 30. |
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Die Zeit, die diese Korallen bei Temperaturen über 30 Grad verbringen, und dieses Beispiel stammt vom Palmyra-Atoll, |
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ist der Zeitpunkt, an dem Sie diese Heizwochen ansammeln. Wenn Sie also vier Wochen lang ein Grad Celsius über dem durchschnittlichen Monatshöchstwert haben, wären das vier Heizwochen. |
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Sie hatten zwei Grad Celsius über dem durchschnittlichen Monatshöchstwert, also in diesem Fall 31, für zwei Wochen, das wären auch Heizwochen mit vier Grad. Also, das... |
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Ihre zugrunde liegende Hypothese ist, dass zwei Grad Celsius über dem durchschnittlichen Monatshöchstwert für zwei Wochen zu einer ähnlichen Bleiche führen werden. |
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als ein Grad für vier Wochen. Aus physiologischer Sicht könnte es einige Probleme damit geben, aber ich denke, insgesamt ist dies eine ziemlich gute |
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Metrik. Und was ihr zugrunde liegender Benchmark ist: Sobald die Heiztemperatur in Wochen über vier Grad steigt, sobald Sie in dieses Fenster von vier bis acht Grad kommen, werden Sie wahrscheinlich eine Bleiche sehen. |
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Also, |
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Auf der Website gibt es einige wirklich schöne GIFs, die Ihnen vergangene Daten zeigen. Hier geht es also um die letzten, glaube ich, drei oder vier Monate. |
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Wenn wir uns die Karibik ansehen, sehen wir, dass dort, wo die roten Zahlen stehen, die Hitzewochen von vier bis acht Grad Celsius herrschen. Hier wird die Bleiche voraussichtlich tatsächlich eintreten. |
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Sie tun es nicht... NOAA selbst führt keine Bodenuntersuchungen durch, also |
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Sie verlassen sich darauf, dass Einzelpersonen per E-Mail oder Telefon sagen: „Hey, weißt du, deine Vorhersage für dieses spezielle Riff, das mir gefällt, ist falsch.“ |
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Oder das war richtig.“ Ich denke, wissen Sie, und heutzutage sitzen viele von uns zu Hause. Wir können nicht tauchen. |
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Diese Art der In-silico-Wissenschaft ist vielleicht das Beste, was wir tun können. Und in diesem Sommer geht es nur darum, die Temperaturentwicklung zu beobachten und dann zu hoffen, dass die Korallen den Sturm überstehen. |
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Und es gibt einen völlig anderen prädiktiven Ansatz, um die Gesundheit der Korallen zu untersuchen. |
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und das ist eigentlich nicht der Blick auf... also die Coral Reef Watch schaut sich sozusagen innerhalb eines Jahres um und zeigt Ihnen den Verlauf der Bleiche |
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über den heißesten Teil des Jahres. Und sie erstrecken sich tatsächlich vier Monate in die Zukunft. Ihre Algorithmen werden also versuchen, |
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wie beim Wetter, was wird in den nächsten vier Monaten an diesen Riffen passieren. In diesem Modell, das eine Art |
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Kombination aus Coral Watch der NOAA mit einigen UN-Modellen basierend auf der IBCC-Klimawandelproduktion...Projektionen, |
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Es handelt sich um etwas etwas anderes. Hier sehen Sie also nicht die Temperaturen in den Zellen, sondern das Jahr, in dem die jährliche starke Bleiche einsetzt. |
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Was bedeutet das? Für dieses Jahr sagen sie voraus, dass man, basierend auf Temperaturaufzeichnungen und Schutzmaßnahmen, in den projizierten Heizwochen mit einer Bleiche rechnen wird. |
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jedes Jahr. Und das ist beängstigend, denn wenn Korallen ein Jahr lang bleichen, |
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In einem heißen Sommer kann es beispielsweise zu Korallensterben kommen, aber die Korallen erholen sich. Einige akklimatisieren sich. Es kann sogar zu Anpassungen kommen. |
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Wenn die Korallenbleiche jahrelang anhält und es praktisch keine Pause gibt, beginnt der Abbau der Korallenriffe. Und das ist beängstigend, denn wenn man sich das Ausmaß ansieht, |
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2015 ist offensichtlich schon vorbei. Wir haben Riffe (das ist eine Karte von Südflorida hier), wir haben Riffe, bei denen bereits jetzt eine Korallenbleiche vorhergesagt wird, und zwar in der Gesamtheit dieser Pixel, die etwa 25 mal 25 Kilometer groß sind, und die bereits jedes Jahr ausbleichen. |
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Was mich interessiert, ich bin Physiologe. Ich möchte... Ich möchte nicht versuchen, diesen Modellen zu widersprechen, sondern ich möchte versuchen |
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ist, in jedes dieser 25 mal 25 Kilometer großen Quadrate einzutauchen, denn wir wissen, dass es sich um globale Modelle handelt. Sie sagen Ihnen nicht |
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dass jede einzelne Koralle und in diesen Pixeln ausbleichen wird. Wir wissen, dass es Heterogenität geben wird. Wir wissen, dass es einige stärkere Arten geben wird. Sogar innerhalb einer Art wird es stärkere Genotypen geben. |
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Das ist es, was Leute wie mich interessiert. Können wir die räumliche Auflösung dieser Modelle und vielleicht sogar die zeitliche Auflösung verbessern, indem wir |
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Daten von den Korallen selbst? Es geht hier nur um die Temperatur. Wie können wir diese mit dem Gesundheitszustand der Korallen in Verbindung bringen? Bevor ich zur NOAA kam, |
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Vor anderthalb Jahren wurde in den oberen Florida Keys tatsächlich eine Menge Arbeit geleistet, was für mich hervorragend ist. Wir haben bereits |
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Korallenriffe, wir wissen alles über ihre Ozeanographie, ihre Ökologie seit 20 oder 30 Jahren. Für jemanden wie mich, der gehen will |
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Proben nehmen, Analysen durchführen, Vorhersagen treffen – das ist ein wirklich tolles Setup. Ich werde im Folgenden über vier Standorte sprechen. Ich werde nur über Cheeca Rocks sprechen, aber ich möchte Ihnen hier zeigen, dass wir Folgendes haben: |
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The Rocks und Cheeca Rocks sind unsere bevorzugten Riffstandorte in Küstennähe. Little Conch und Crocker Reef liegen vor der Küste, es gibt tatsächlich noch viel mehr. |
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Aber aus unserem großen Datensatz der letzten 20 oder 30 Jahre wissen wir, dass diese küstennahen Riffe widerstandsfähiger sind. |
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Korallen sind stärker, haben eine höhere Korallenbedeckung und sind widerstandsfähiger gegen Krankheiten und hohe Temperaturen. Und das liegt daran, dass sie durch Stress gehärtet wurden. |
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Diese Umgebungen sind miserabel. Es ist also eine Art Paradoxon, sie leben in schmutzigen |
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Trübes Wasser, in dem Korallen normalerweise nicht gedeihen würden. Aber sie haben sich an das Leben dort angepasst. So können sie künftigen Stressfaktoren besser standhalten. |
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Während Sie Ihren Urlaub vielleicht an den vorgelagerten Riffen verbringen möchten, hat das Wasser dieses wunderschöne karibische Aussehen. |
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aber die Korallen sehen so aus wie auf dem Bild rechts. Es sind nur kleine Korallenflecken. Der Großteil davon ist durch Korallenbleiche und Krankheiten zerstört worden. In Küstennähe kann man diese großen Korallen noch immer sehen. |
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riesige Korallenkolonien. Die Art, die Sie hier sehen, ist Orbicella faveolata, und diese werde ich in diesem Vortrag vorstellen. |
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Insbesondere von den Cheeca Rocks kann man einige wirklich schöne Bilder machen. Auf einigen NOAA-Websites, insbesondere auf dieser, können Sie in einigen National Marine Sanctuary einen virtuellen Tauchgang machen. |
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Schauen wir uns also die Temperaturdaten von Cheeco Rocks an und betrachten wir sie im Kontext dessen, was ich Ihnen vorhin über die Heizwochen erzählt habe und |
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NOAAs Korallenbeobachtungsvorhersagen. Eigentlich habe ich dies im Graph Builder gemacht. Ich sollte erwähnen, dass ich später, wenn ich zu JMP gehe, tatsächlich benutze |
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eine Betaversion von 16. Aber ich werde keine Tools vorstellen, die für JMP 15-Benutzer nicht bereits verfügbar sind. |
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Es werden ganz grundlegende Dinge sein. Ich werde Ihnen in diesem Vortrag also nichts zeigen, was ausschließlich JMP 16-spezifisch ist. |
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Hier verwende ich Graph Builder. Ich habe versucht, das Coral Watch-Diagramm der NOAA nachzubilden, habe mich aber auf Cheeca Rocks konzentriert. Auf der linken Y-Achse haben wir die Meeresoberflächentemperatur. |
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Die Heizwochen auf der rechten Seite. Die Durchschnittstemperatur bei Cheeca Rocks ist im Juli und August am höchsten. Und es sind 31 Grad, was für ein Korallenriff schon richtig heiß ist. |
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Wenn man die Empfehlung der UN NOAA (mittleres monatliches Maximum plus eins) zugrunde legt, wären das 32 Grad. Man würde also erwarten, dass Korallen Stress aufbauen. |
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über 32 Grad. Sie würden Ihre Heizwochen anhand der Zeit berechnen, in der die Temperatur über 32 Grad lag. Wir wissen jedoch, dass das eigentlich zu heiß ist. Wenn Sie |
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Wenn Ihre Heizwochen auf 32 Grad basieren würden, würden Sie niemals die Schwelle von vier Grad Heizwochen erreichen, die Sie hier als unterste schraffierte rote Linie sehen können. |
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Stattdessen habe ich in diesem Diagramm die Heizwochenberechnung in JMP auf 31,3 zurückgesetzt. Das ist |
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sozusagen unsere Bleichschwelle. Da wir diese Stellen so oft besuchen, wissen wir, dass 32 zu hoch ist. Sobald diese Korallen über 31,3 |
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vier bis acht Wochen lang, dann beginnen sie zu bleichen. Das heißt also nicht, dass die NOAA-Korallenbeobachtungsmodelle schlecht sind, sie müssen nur an bestimmten Standorten möglicherweise anhand Ihrer eigenen Feldbeobachtungen angepasst werden. |
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Hier sehen wir uns die Jahre an, in denen wir Cheeca Rocks im Detail untersucht haben. Wie Sie sehen, begannen wir 2014 und 2015 mit der Bleiche und den Heizwochen in diesen Jahren, basierend auf unseren 31,3 |
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Der Schwellenwert, die durchgezogene rote Linie, lag über 10, was viel ist. |
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Wir würden also definitiv erwarten, dass es in diesen Jahren zu einer Bleiche kommt. Die Anomalie ist 2016. 2016 ist in der Grafik etwas verdeckt, aber man kann die Spitze davon sehen, das oberste rote |
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Die Spalte liegt ziemlich genau im Bereich von neun bis zehn Grad Hitzewoche. Die Riffe hätten in diesem Jahr ausbleichen sollen, aber das taten sie nicht. |
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Das könnte also eine Akklimatisierung oder einfach eine allgemeine Erholung sein, aber das ist das ungewöhnliche Jahr. 2017 war ein kühleres Jahr, obwohl wir wochenlang Erwärmungen von acht Grad erlebten. Die Riffe bleichten nicht aus, aber dann gab es 2018 und 2019 eine Korallenbleiche. |
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Und dann habe ich dies heute Morgen aktualisiert, um auf das Jahr 2020 zu zoomen. Und leider, als ich diese Präsentation vor ein paar Wochen zum ersten Mal hielt, |
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wissen Sie, wir hatten keine Gefahr einer Bleiche, aber jetzt können Sie sehen, wie die roten Balken über vier steigen, da die Temperatur in den letzten Wochen über 31,3 Grad lag. Wir werden also leider wahrscheinlich ein weiteres Bleichejahr haben. |
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Das Gute an der Arbeit mit Korallen ist, dass sie sessil sind und sich nicht bewegen, außer wenn ihre Larven schlüpfen. Innerhalb dieser Standorte |
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Wir können uns nicht nur das Bleichen ansehen, wissen Sie |
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Wir haben Jahr für Jahr markierte Kolonien. Wir können sie zu verschiedenen Zeiten beproben und sehen, wie sich ihre Physiologie im Einklang mit diesen Temperaturschwankungen verändert. |
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Und dann könnten wir tatsächlich, wir haben tatsächlich den Luxus, da wir wissen, was jedes Jahr in Bezug auf das Bleichen letztendlich passiert ist, wissen Sie, wir können eine Rückprognose erstellen. Wir wissen, hey, ich habe die Probe im März genommen; |
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Die Korallen sind im August ausgebleicht. Vielleicht können wir uns die Biopsien, die wir vorhin entnommen haben, genauer ansehen und prüfen, ob wir Stress feststellen können. |
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Was ich wirklich tun möchte, ist nicht so sehr auf den zeitlichen Ablauf des Bleichprozesses zu achten, denn ich denke, Coral Watch macht das gut genug, |
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mehr Bleichen im Sommer. Das werden wir nicht verbessern können. Vielleicht können Sie den Zeitpunkt etwas besser hinbekommen. Was ich wirklich wissen möchte, ist: |
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warum sehen Sie in diesem speziellen Fall teilweise gebleicht (das ist das PB), gebleicht (das ist das BL) oder NB (nicht gebleicht), warum sehen Sie |
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Diese Heterogenität? Es ist nicht so offensichtlich, außer vielleicht, wenn Sie unten rechts schauen, sehen Sie verblassende Kolonien. Sie sehen Kolonien, die nicht verblassen. |
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Warum sind manche Korallen stärker als andere? Können wir die Informationen aus diesen Kolonien nutzen, um einen Test durchzuführen, der eine Signatur, eine proteomische oder molekulare Signatur einer gestressten Kolonie erstellt? |
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im Vergleich zu einem belastbaren. Das ist, was ich denke, wäre eigentlich nützlicher. Könnte nicht in der Lage sein, zu |
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...um im Voraus zu wissen, welche Korallen zuerst oder als zweites ausbleichen werden. Aber wir könnten es vielleicht wissen, hey, basierend auf meinem |
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Basierend auf meiner molekularen Analyse und meinem daraus resultierenden Vorhersagemodell gehe ich davon aus, dass diese Koralle der Bleiche besser widerstehen kann als die hier. |
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Das ist sozusagen mein Ziel. Und ich habe in der Vergangenheit versucht, das anzugehen, seit ich Doktorand auf Hawaii war. |
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Dabei geht es hauptsächlich um die Untersuchung der Genexpression und darum, herauszufinden, ob wir ein Gen finden können, das bei Korallen, die anfälliger für Stress sind, eine erhöhte Expression aufweist. |
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Und vielleicht werden sie bei widerstandsfähigen Korallen überhaupt nicht verwendet, oder vielleicht ist es umgekehrt. Vielleicht gibt es Gene, die nur von robusten Korallen genutzt werden. Das sind Dinge, die wir messen können. |
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Später fand ich heraus, dass es tatsächlich keinen Zusammenhang zwischen Genexpression und Proteinkonzentrationen gibt |
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bei Korallen. Man könnte die Gendaten also weiterhin für Biomarker-Analysen nutzen. Genexpressionsdaten könnten weiterhin sehr nützlich sein, um Vorhersagen über die Gesundheit von Korallen zu treffen. |
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Aber wenn Sie wissen wollen, was gleichzeitig in den Zellen vor sich geht, wenn Sie etwas über das Zellverhalten erfahren wollen, müssen Sie sich die Proteine ansehen. Sie können nicht daraus schließen, |
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die Proteinwerte von den Genexpressionswerten, weil das R-Quadrat für Korallen und ihre Symbionten praktisch Null ist. Deshalb habe ich vor etwa zwei oder drei Jahren eine ziemlich dramatische Wende in meiner Forschung zur Proteomik vorgenommen. |
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Was ich Ihnen heute ursprünglich zeigen wollte, als ich diese Zusammenfassung schrieb, war |
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Felddaten aus unseren markierten Kolonien, um zu zeigen, wie sich ihre Proteinsignaturen im Laufe der Zeit verändern |
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für die stressanfälligen und die widerstandsfähigen Korallen. Und das wird meine wichtigste Aufgabe sein, wenn unsere Labore wieder öffnen. Leider |
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Aufgrund von COVID dürfen wir derzeit keine Laborarbeit durchführen. Wir dürfen auch keine Feldarbeit leisten. Stattdessen zeige ich Ihnen einige experimentelle Daten, die meiner Meinung nach dennoch nützlich sein könnten. |
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um einige dieser Fragen zu beantworten. Im Grunde haben wir hier unsere Lieblingskoralle, Orbicella faveolata. |
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Dies ist ein Paling-Fall aus den oberen Florida Keys. Wir haben sie von den vier Feldern genommen, die ich Ihnen zuvor gezeigt habe. |
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und wir haben ein einfaches Experiment durchgeführt. Wir haben eine fünftägige Studie bei einer kontrollierten Temperatur von 30 Grad Celsius im Vergleich zu einer sehr hohen Temperatur von 33 Grad Celsius durchgeführt. Diese werden rot markiert |
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in den Abbildungen oder vielleicht mit einem V, das für sehr hoch steht. Und dann haben wir eine realistischere Studie durchgeführt, bei der wir die Temperatur 31 Tage lang der gleichen Kontrolltemperatur ausgesetzt haben, aber einer umweltrelevanteren hohen Temperatur von 32 Grad. |
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Sie erinnern sich, dass 32 in den Bereich vordringt, in dem die meisten Korallen einer längeren Einwirkung von 32 nicht standhalten können. |
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Also, was ich getan habe … nun, was ich tun wollte, war, in die Zellen dieser Korallen zu schauen und herauszufinden, ob es dort Proteine gibt, die nur in Korallen vorkommen, die ausbleichen. |
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Gibt es welche, die nur bei den widerstandsfähigen und akklimatisierbaren Arten vorkommen? |
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Also habe ich einen Proteomik-Schrotflintenansatz gewählt. Das ist eine elegante Art zu sagen, dass ich alle Proteine in dieser Probe mit Massenspektrometrie sequenziert habe. |
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Es ist eigentlich gar nicht so einfach, wenn man sich mit den Einzelheiten der molekularen Analysen und des Massenspektrometers befasst. Ich werde heute nicht näher darauf eingehen, ich möchte nur erwähnen, dass wir dies verwenden |
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Das Thermo Fisher Massenspektrometer Q Exactive ist eines der besten Analysegeräte, die je entwickelt wurden. Seine Leistungsfähigkeit und seine hohe Empfindlichkeit sind erstaunlich. |
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Ich möchte aber noch einmal betonen, dass wir bei solchen Analysen mit Korallen sowohl Korallenproteine als auch Dinoflagellatenproteine erhalten. Es ist sehr wichtig, beide zu betrachten. Sie könnten … |
