Mangroven -
Mangrove

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Mangroven sind robuste Sträucher und Bäume, die in Salzwasser gedeihen und spezielle Anpassungen haben, damit sie die unbeständigen Energien der Gezeitenzonen entlang der Meeresküste überleben können

Eine Mangrove ist ein Strauch oder Baum, der in Salz- oder Brackwasser an der Küste wächst . Der Begriff wird auch für tropische Küstenvegetation verwendet, die aus solchen Arten besteht. Mangroven kommen weltweit in den Tropen und Subtropen und sogar in einigen gemäßigten Küstengebieten vor, hauptsächlich zwischen den Breitengraden 30° N und 30° S, wobei das größte Mangrovengebiet innerhalb von 5° des Äquators liegt . Mangroven-Pflanzenfamilien tauchten erstmals während der späten Kreidezeit bis zum Paläozän auf und wurden teilweise aufgrund der Bewegung der tektonischen Platten weit verbreitet . Die ältesten bekannten Fossilien vonMangrovenpalme stammt aus der Zeit vor 75 Millionen Jahren.

Mangroven sind salztolerante Bäume, auch Halophyten genannt , und sind an das Leben unter rauen Küstenbedingungen angepasst. Sie enthalten ein komplexes Salzfiltersystem und ein komplexes Wurzelsystem, um das Eintauchen in Salzwasser und Wellenbewegungen zu bewältigen. Sie sind an die sauerstoffarmen Bedingungen von wassergesättigtem Schlamm angepasst, gedeihen jedoch am ehesten in der oberen Hälfte der Gezeitenzone .

Das Mangrovenbiom , oft Mangrovenwald oder Mangal genannt, ist ein ausgeprägter salzhaltiger Wald- oder Buschlandlebensraum , der durch abgelagerte Küstenumgebungen gekennzeichnet ist, in denen sich feine Sedimente (oft mit hohem organischem Gehalt) in Gebieten ansammeln, die vor hochenergetischer Wellenwirkung geschützt sind. Die salzhaltigen Bedingungen, die von verschiedenen Mangrovenarten toleriert werden, reichen von Brackwasser über reines Meerwasser (3 bis 4 % Salzgehalt) bis hin zu Wasser, das durch Verdunstung auf mehr als den doppelten Salzgehalt des Ozeanmeerwassers (bis zu 9 % Salzgehalt) konzentriert ist.

Seit 2010 werden Fernerkundungstechnologien und globale Daten verwendet, um Gebiete, Bedingungen und Entwaldungsraten von Mangroven auf der ganzen Welt zu bewerten. Im Jahr 2018 veröffentlichte die Global Mangrove Watch Initiative eine neue globale Basislinie, die die gesamte Mangrovenwaldfläche der Welt ab 2010 auf 137.600 km 2 (53.100 Quadratmeilen) schätzt und 118 Länder und Gebiete umfasst. Der Verlust von Mangroven setzt sich aufgrund menschlicher Aktivitäten fort, wobei die globale jährliche Entwaldungsrate auf 0,16 % und die Raten pro Land auf bis zu 0,70 % geschätzt werden. Die Verschlechterung der Qualität der verbleibenden Mangroven ist ebenfalls ein wichtiges Anliegen.

Es besteht aus mehreren Gründen Interesse an der Wiederherstellung von Mangroven . Mangroven unterstützen nachhaltige Küsten- und Meeresökosysteme. Sie schützen nahe gelegene Gebiete vor Tsunamis und extremen Wetterereignissen. Mangrovenwälder sind auch wirksam bei der Bindung und Speicherung von Kohlenstoff und mildern den Klimawandel . Da die Auswirkungen des Klimawandels immer schwerwiegender werden, wird erwartet, dass Mangrovenökosysteme den lokalen Ökosystemen helfen, sich anzupassen und widerstandsfähiger gegenüber Veränderungen wie extremem Wetter und dem Anstieg des Meeresspiegels zu sein . Der Erfolg der Wiederherstellung von Mangroven kann stark von der Zusammenarbeit mit lokalen Interessengruppen und einer sorgfältigen Bewertung abhängen, um sicherzustellen, dass die Wachstumsbedingungen für die ausgewählte Art geeignet sind.

Etymologie

Die Etymologie des englischen Begriffs Mangrove kann nur spekulativ sein und ist umstritten. Der Begriff ist möglicherweise aus dem portugiesischen

mangue
oder dem spanischen widerspiegeln .

Das Wort "Mangrove" wird in mindestens drei Bedeutungen verwendet:

Biologie

Rote Mangrove

Von den anerkannten 110 Mangrovenarten stellen nur etwa 54 Arten in 20 Gattungen aus 16 Familien die „echten Mangroven“ dar, Arten, die fast ausschließlich in Mangrovenhabitaten vorkommen. Viele dieser Arten demonstrierten eine konvergente Evolution und fanden ähnliche Lösungen für die tropischen Bedingungen mit variablem Salzgehalt, Tidenhub (Überschwemmung), anaeroben Böden und intensivem Sonnenlicht. Die Artenvielfalt der Pflanzen ist in einer bestimmten Mangrove im Allgemeinen gering. Die größte Artenvielfalt an Mangroven findet sich in Südostasien , insbesondere im indonesischen Archipel .

Anpassungen an wenig Sauerstoff

Die Rote Mangrove ( Rhizophora mangle ) überlebt in den am stärksten überschwemmten Gebieten, stützt sich mit Stelzen- oder Stützwurzeln über dem Wasserspiegel ab und nimmt dann Luft durch Lentizellen in ihrer Rinde auf. Die Schwarze Mangrove ( Avicennia germinans ) lebt auf höher gelegenen Böden und entwickelt viele spezialisierte wurzelähnliche Strukturen, sogenannte Pneumatophoren , die wie Strohhalme zum Atmen aus dem Boden ragen. Diese "Atemschläuche" erreichen typischerweise Höhen von bis zu 30 cm (12 Zoll) und bei einigen Arten über 3 m (9,8 Fuß). Die vier Arten von Pneumatophoren sind Stelzen- oder Stützentyp, Schnorchel- oder Zapfentyp, Knietyp und Band- oder Plankentyp. Knie- und Bandtypen können mit Stützwurzeln am Fuß des Baumes kombiniert werden. Die Wurzeln enthalten auch ein breites Aerenchym , um den Transport innerhalb der Pflanzen zu erleichtern.

Nährstoffaufnahme

Da der Boden ständig durchnässt ist, steht wenig freier Sauerstoff zur Verfügung. Anaerobe Bakterien setzen Stickstoffgas , lösliches Ferrum (Eisen), anorganische Phosphate , Sulfide und Methan frei , die den Boden viel weniger nahrhaft machen. Pneumatophoren ( Luftwurzeln ) ermöglichen es Mangroven, Gase direkt aus der Atmosphäre und andere Nährstoffe wie Eisen aus dem unwirtlichen Boden aufzunehmen. Mangroven speichern Gase direkt in den Wurzeln und verarbeiten sie selbst dann, wenn die Wurzeln bei Flut untergetaucht sind.

Begrenzung der Salzaufnahme

speichern . Weiße und graue Mangroven können Salze direkt absondern; Sie haben zwei Salzdrüsen an jeder Blattbasis (entsprechend ihrem Namen – sie sind mit weißen Salzkristallen bedeckt).

Wasserverlust begrenzen

Aufgrund des begrenzten Süßwassers, das in salzigen Gezeitenböden verfügbar ist, begrenzen Mangroven die Wassermenge, die sie durch ihre Blätter verlieren. Sie können die Öffnung ihrer Stomata (Poren auf der Blattoberfläche, die bei der Photosynthese Kohlendioxidgas und Wasserdampf austauschen) einschränken. Sie variieren auch die Ausrichtung ihrer Blätter, um die grelle Mittagssonne zu vermeiden und so die Verdunstung der Blätter zu verringern. Eine in Gefangenschaft gehaltene rote Mangrove wächst nur, wenn ihre Blätter mehrmals pro Woche mit frischem Wasser besprüht werden, um häufige tropische Regenstürme zu simulieren.

Filtration von Meerwasser

Meerwasserfiltration in der Wurzel der Mangrove Rhizophora stylosa
(a) Schematische Darstellung der Wurzel. Die äußerste Schicht besteht aus drei Schichten. Die Wurzel wird in NaCl-Lösung getaucht.
(b) Wasser tritt durch die äußerste Schicht, wenn ein negativer Saugdruck über die äußerste Schicht angelegt wird. Der Donnan-Potentialeffekt stößt Cl -Ionen von der ersten Teilschicht der äußersten Schicht ab. Na + -Ionen lagern sich an der ersten Schicht an, um die Elektroneutralitätsanforderung zu erfüllen, und schließlich tritt eine Salzretention auf.
Entsalzungsmethode dienen . -Ionen aus dem umgebenden Meerwasser durch die Wurzeln filtern kann. Die Art weist auch eine hohe Salzabstoßungsrate auf. Dem Wasserfilterprozess in Mangrovenwurzeln wird seit mehreren Jahrzehnten große Aufmerksamkeit geschenkt. Morphologische Strukturen von Pflanzen und ihre Funktionen wurden im Laufe einer langen Geschichte entwickelt, um gegen raue Umweltbedingungen zu überleben.

Steigerung des Überlebens der Nachkommen

Ein keimender Avicennia -Samen

In dieser rauen Umgebung haben Mangroven einen speziellen Mechanismus entwickelt, um ihren Nachkommen beim Überleben zu helfen. Mangrovensamen sind schwimmfähig und eignen sich daher zur Wasserverdrängung. Im Gegensatz zu den meisten Pflanzen, deren Samen im Boden keimen, sind viele Mangroven (z. B. rote Mangroven ) vivipar , was bedeutet, dass ihre Samen keimen, während sie noch am Elternbaum haften. Einmal gekeimt, wächst der Sämling entweder innerhalb der Frucht (z. B. Aegialitis , Avicennia und Aegiceras ) oder durch die Frucht hindurch (z. B. Rhizophora , Ceriops , Bruguiera und Nypa ), um eine Propagula (einen gebrauchsfertigen Sämling) zu bilden, die produzieren kann seine eigene Nahrung durch Photosynthese .

Die reife Vermehrung fällt dann ins Wasser, das sie über große Entfernungen transportieren kann. Keimlinge können die Austrocknung überleben und über ein Jahr inaktiv bleiben, bevor sie in einer geeigneten Umgebung ankommen. Sobald eine Propagula zur Wurzelbildung bereit ist, ändert sich ihre Dichte, sodass die längliche Form nun vertikal statt horizontal schwebt. In dieser Position ist es wahrscheinlicher, dass es sich im Schlamm festsetzt und wurzelt. Wenn es nicht wurzelt, kann es seine Dichte ändern und auf der Suche nach günstigeren Bedingungen erneut driften.

Taxonomie und Evolution

Die folgenden Auflistungen, basierend auf Tomlinson, 2016, geben die Mangrovenarten in jeder aufgeführten Pflanzengattung und -familie an. Mangrovengebiete in der östlichen Hemisphäre beherbergen sechsmal so viele Arten von Bäumen und Sträuchern wie Mangroven in der Neuen Welt. Die genetische Divergenz der Mangrovenlinien von terrestrischen Verwandten in Kombination mit fossilen Beweisen deutet darauf hin, dass die Vielfalt der Mangroven durch den evolutionären Übergang in die stressige Meeresumwelt begrenzt ist und die Anzahl der Mangrovenlinien im Laufe des Tertiärs stetig zugenommen hat, mit geringem globalen Aussterben.

Echte Mangroven

Echte Mangroven (Hauptbestandteile oder strenge Mangroven)
Nach Tomlinson, 2016, sind die folgenden 35 Arten die wahren Mangroven, die in 5 Familien und 9 Gattungen 
enthalten sind. Auf grünem Hintergrund sind Anmerkungen zu den Gattungen von Tomlinson enthalten
Familie Gattung Mangrovenarten Gemeinsamen Namen
Arecaceae Monotypische Unterfamilie innerhalb der Familie
Nypa Nypa fruticans Mangrovenpalme Nypa fruticans - Taki - North 24 Parganas 2015-01-13 4729.JPG
Avicenniaceae
(umstritten)
Alte monogenerische Familie, jetzt subsumiert in Acanthaceae, aber eindeutig isoliert
Avicennia Avicennia alba Avicennia alba.jpg
Avicennia balanophora
Avicennia zweifarbig
Avicennia integra
Avicennia-Yachthafen graue Mangrove
(Unterart: Australasica ,
Eucalyptifolia , Rumphiana )
Mangroven bei Muzhappilangad101 (11).jpg
Avicennia officinalis Indische Mangrove Avicennia officinalis (2682502984).jpg
Avicennia germinans Schwarze Mangrove Avicennia germinans-Blumen2.jpg
Avicennia schaueriana Avicennia vgl.  schaueriana mangue-preto.jpg
Avicennia tonduzii
Combretaceae Stamm Lagunculariae (einschließlich Macropteranthes = Nicht-Mangrove)
Laguncularia Laguncularia racemosa weiße Mangrove Laguncularia racemosa Blumen.jpg
Lumnitzera Lumnitzera racemosa weißblütige schwarze Mangrove Lumnitzera racemosa (11544407974).jpg
Lumnitzera littorea Lumnitzera littorea.jpg
Rhizophoraceae Rhizophoraceae bilden zusammen die Tribus Rhizophorae, eine monotypische Gruppe, innerhalb der ansonsten terrestrischen Familie
Bruguiera Bruguiera cylindrica Mangroven bei Muzhappilangad004.jpg
Bruguiera exaristata rippenfruchtige Mangrove Blumen von Bruguiera exaristata.png
Bruguiera gymnorhiza orientalische Mangroven Bruguiera gymnorrhiza.jpg
Bruguiera hainesii
Bruguiera parviflora Brugu parvi 111021-18862 Fl kbu.jpg
Bruguiera sexangula flussaufwärts Orange Mangrove Bruguiera sexangula.jpg
Ceriops Ceriops australis Gelbe Mangrove Gelbe Mangrove.jpg
Ceriops Tagal angespornte Mangrove Rhizophoraee sp Blanco2.415-cropped.jpg
Kandelia Kandelia-Kerze Kandeliakerze 9429.jpg
Kandelia obovata 秋茄樹(水筆仔) Kandelia obovata -香港大埔滘白鷺湖 Lake Egret Park, Hong Kong- (9240150714).jpg
Rhizophora Rhizophora apiculata
Rhizophora harrisonii
Rhizophora-Mangel Rote Mangrove
Rhizophora mucronata Asiatische Mangrove Rhizophora mucronata Propagules.jpg
Rhizophora racemosa
Rhizophora samoensis Samoaische Mangroven
Rhizophora stilosa Gefleckte Mangrove,
Rhizophora x lamarckii
Lythraceae Sonneratia Sonneratia alba Sonneratia alba - Frucht (8349980264).jpg
Sonneratia apetala
Sonneratia caseolaris
Sonneratia ovata
Sonneratia griffithii

Nebenkomponenten

Nebenkomponenten
Tomlinson, 2016, listet etwa 19 Arten als kleinere Mangrovenkomponenten auf, die in 10 Familien und 11 Gattungen 
enthalten sind. Auf grünem Hintergrund sind Anmerkungen zu den Gattungen von Tomlinson enthalten
Familie Gattung Spezies Gemeinsamen Namen
Euphorbiaceae Diese Gattung umfasst etwa 35 Nicht-Mangroven-Taxa
Excoecaria Excoecaria agallocha Milky Mangrove, Blind-your-Eye-Mangrove und River Poison Tree Excoecaria agallocha (Blind Your Eye) W IMG 6929.jpg
Lythraceae Gattung in der Familie verschieden
Pemphis Pemphis acidula Bantigue oder Mentigi Pemphis acidula.jpg
Malvaceae Früher in Bombacaceae , jetzt eine isolierte Gattung in der Unterfamilie Bombacoideeae
Camptostemon Camptostemon schultzii Kapok-Mangrove Camptostemon schultzii.png
Camptostemon philippinense Camptostemon philippinense.jpg
Meliaceae Gattung von 3 Arten, eine Nicht-Mangrove, bildet Tribus Xylocarpaeae mit Carapa, einer Nicht-Mangrove
Xylocarpus Xylocarpus granatum Xylocarpus granatum.jpg
Xylocarpus moluccensis Xyloc moluc 191103-2935 skd.jpg
Myrtaceae Eine isolierte Gattung in der Familie
Osbornia Osbornia octodonta Mangrovenmyrte Osbor octod 110319-13636 sagt.jpg
Pellicieraceae Monotypische Gattung und Familie mit ungewisser phylogenetischer Stellung
Pelliciera Pelliciera rhizophorae, Tee Mangrove Pelliciera rhizophorae.jpg
Plumbaginaceae Isolierte Gattung, manchmal getrennt als Familie Aegialitidaceae
Aegialitis Aegialitis annulata Verein Mangrove Aegialitis annulata 30694138.jpg
Aegialitis rotundifolia Aegialitis rotundifolia 2.jpg
Primelgewächse Früher eine isolierte Gattung in Myrsinaceae
Ägizeras Aegiceras corniculatum Schwarze Mangrove, Flussmangrove oder Khalsi Aegiceras corniculatum bei Muzhappilangad, Kannur 3.jpg
Aegiceras floridum
Pteridaceae Ein Farn, der in seiner Familie etwas isoliert ist
Akrostichum Akrostichum aureum goldener Lederfarn, Sumpffarn oder Mangrovenfarn Acrostichum-aureum.jpg
Akrostichum speciosum Mangrovenfarn Acrostichum speciosum RBG Sydney.jpg
Rubiaceae Eine in der Familie isolierte Gattung
Skyphiphora Scyphiphora hydrophylacea Nilad Scyphip hydrop 111021-19089 kbu.jpg

Artenverteilung

Globale Verbreitung einheimischer Mangrovenarten, 2010
Nicht gezeigt sind eingeführte Bereiche: Rhizophora stylosa in Französisch-Polynesien, Bruguiera sexangula , Conocarpus erectus und Rhizophora mangle in Hawaii, Sonneratia apelata in China und Nypa fruticans in Kamerun und Nigeria.

Mangroven sind eine Art tropischer Vegetation mit einigen Ausreißern in subtropischen Breiten, insbesondere in Südflorida und Südjapan sowie in Südafrika, Neuseeland und Victoria (Australien). Diese Ausreißer resultieren entweder aus ununterbrochenen Küsten und Inselketten oder aus zuverlässigen Nachschubmengen, die auf warmen Meeresströmungen aus reichen Mangrovengebieten treiben.

Lage und relative Dichte von Mangroven in Südostasien und Australasien – basierend auf Landsat-Satellitenbildern, 2010 
Globale Verbreitung bedrohter Mangrovenarten, 2010

„An den Verbreitungsgrenzen wird die Formation durch struppige, normalerweise monotypische Avicennia -dominierte Vegetation dargestellt, wie in Westonport Bay und Corner Inlet, Victoria, Australien. Letzterer Ort ist der höchste Breitengrad (38° 45'S), an dem Mangroven natürlich vorkommen Die Mangroven in Neuseeland, die sich bis zum 37. Grad nach Süden erstrecken, sind von der gleichen Art. Sie beginnen als niedriger Wald im nördlichen Teil der Nordinsel, werden aber gegen ihre südliche Grenze zu niedrigem Buschwerk wird als Avicennia marina var. australis bezeichnet, obwohl ein genetischer Vergleich eindeutig erforderlich ist.In Westaustralien erstreckt sich A. marina bis nach Sunbury (33° 19'S).In der nördlichen Hemisphäre kommt die struppige Avicennia gerrninans in Florida bis in den Norden vor B. St. Augustine an der Ostküste und Cedar Point im Westen Es gibt Nachweise von A. germinans und Rhizophora mangle für Bermuda, vermutlich versorgt durch den Golfstrom In Südjapan kommt Kandelia obovata bis etwa 31° vor N (Tagawa in Hosakawa et al., 1977, aber ursprünglich als K. candel bezeichnet )."

Mangrovenwälder

Globale Verbreitung von Mangrovenwäldern

Mangrovenwälder , auch Mangrovensümpfe oder Mangals genannt , kommen in tropischen und subtropischen Gezeitengebieten vor. Zu den Gebieten, in denen Mangroven vorkommen, gehören Flussmündungen und Meeresküsten.

Das Gezeitenleben , an das diese Bäume angepasst sind, stellt die größte Einschränkung für die Anzahl der Arten dar, die in ihrem Lebensraum gedeihen können. Flut bringt Salzwasser, und wenn die Flut zurückgeht, führt die solare Verdunstung des Meerwassers im Boden zu einem weiteren Anstieg des Salzgehalts. Die Rückkehr der Flut kann diese Böden ausspülen und sie wieder auf einen Salzgehalt bringen, der mit dem von Meerwasser vergleichbar ist.

Bei Ebbe sind die Organismen auch Temperaturerhöhungen und reduzierter Feuchtigkeit ausgesetzt, bevor sie dann von der Flut abgekühlt und überflutet werden. Damit eine Pflanze in dieser Umgebung überleben kann, muss sie breite Salzgehalts-, Temperatur- und Feuchtigkeitsbereiche sowie mehrere andere wichtige Umweltfaktoren tolerieren - daher bilden nur wenige ausgewählte Arten die Mangrovenbaumgemeinschaft.

Etwa 110 Arten gelten als Mangroven im Sinne von Bäumen, die in einem solchen Salzsumpf wachsen, obwohl nur wenige aus der Mangrovenpflanzengattung Rhizophora stammen . Ein bestimmter Mangrovensumpf weist jedoch typischerweise nur eine kleine Anzahl von Baumarten auf. Es ist nicht ungewöhnlich, dass ein Mangrovenwald in der Karibik nur drei oder vier Baumarten aufweist. Zum Vergleich: Das Biom des tropischen Regenwaldes enthält Tausende von Baumarten, aber das heißt nicht, dass es den Mangrovenwäldern an Vielfalt mangelt. Obwohl es sich bei den Bäumen selbst nur um wenige Arten handelt, bietet das Ökosystem, das diese Bäume schaffen, eine Heimat (Lebensraum) für eine große Vielfalt anderer Arten, darunter bis zu 174 Arten mariner Megafauna .

Mangrovenpflanzen erfordern eine Reihe physiologischer Anpassungen, um die Probleme von niedrigem Sauerstoffgehalt in der Umgebung , hohem Salzgehalt und häufigen Gezeitenüberschwemmungen zu überwinden . Jede Spezies hat ihre eigenen Lösungen für diese Probleme; Dies kann der Hauptgrund dafür sein, warum Mangrovenbaumarten an einigen Küsten eine unterschiedliche Zonierung aufweisen. Kleine Umweltvariationen innerhalb eines Mangals können zu sehr unterschiedlichen Methoden zur Bewältigung der Umwelt führen. Daher wird die Artenmischung teilweise durch die Toleranz einzelner Arten gegenüber physikalischen Bedingungen wie Gezeitenüberschwemmungen und Salzgehalt bestimmt, kann aber auch durch andere Faktoren beeinflusst werden, wie z. B. Krabben, die Pflanzensämlinge jagen.

Mangrovenwurzeln über und unter Wasser
Nipa-Palmen, Nypa fruticans , die einzige Palmenart, die vollständig an das Mangrovenbiom angepasst ist

Einmal etabliert, bieten Mangrovenwurzeln einen Lebensraum für Austern und einen langsamen Wasserfluss, wodurch die Sedimentablagerung in Gebieten verbessert wird, in denen sie bereits auftritt. Die feinen, anoxischen Sedimente unter Mangroven wirken als Senken für eine Vielzahl von Schwermetallen (Spurenmetallen) , die kolloidale Partikel in den Sedimenten aus dem Wasser angereichert haben. Die Entfernung von Mangroven stört diese darunter liegenden Sedimente und führt häufig zu Problemen der Kontamination von Meerwasser und Organismen in der Region durch Spurenmetalle.

Mangrovensümpfe schützen Küstengebiete vor Erosion , Sturmfluten (insbesondere während tropischer Wirbelstürme ) und Tsunamis . Sie begrenzen die Erosion hochenergetischer Wellen vor allem bei Ereignissen wie Sturmfluten und Tsunamis. Die massiven Wurzelsysteme der Mangroven leiten Wellenenergie effizient ab. Ebenso verlangsamen sie das Gezeitenwasser so weit, dass sich sein Sediment bei Ebbe ablagert und bei Ebbe alles außer feinen Partikeln zurücklässt. Auf diese Weise bauen Mangroven ihre Umgebung auf. Aufgrund der Einzigartigkeit der Mangrovenökosysteme und des Schutzes vor Erosion, den sie bieten, sind sie oft Gegenstand von Schutzprogrammen, einschließlich nationaler Aktionspläne für die biologische Vielfalt .

Das einzigartige Ökosystem, das sich im komplizierten Geflecht der Mangrovenwurzeln befindet, bietet jungen Organismen einen ruhigen marinen Lebensraum. In Gebieten, in denen Wurzeln dauerhaft untergetaucht sind, gehören zu den Organismen, die sie beherbergen, Algen , Seepocken , Austern , Schwämme und Bryozoen , die alle eine harte Oberfläche zum Verankern benötigen, während sie filtern. Garnelen und Schlammhummer nutzen die schlammigen Böden als ihr Zuhause. Mangrovenkrabben fressen die Mangrovenblätter und fügen dem Mangalschlamm Nährstoffe für andere Bodenfresser hinzu. Zumindest in einigen Fällen ist der Export von in Mangroven gebundenem Kohlenstoff in die Nahrungsnetze der Küstenregionen wichtig.

Mangrovenplantagen in Vietnam , Thailand , den Philippinen und Indien beherbergen mehrere kommerziell wichtige Arten von Fischen und Krustentieren.

zwischen den Arten sowie zwischen den verschiedenen Geweben der Pflanze (z. B. Blattmaterial versus Wurzeln) variiert.

In Puerto Rico gibt es eine klare Abfolge dieser drei Bäume von den niedrigeren Erhebungen, die von roten Mangroven dominiert werden, bis weiter im Landesinneren mit einer höheren Konzentration von weißen Mangroven. Mangrovenwälder sind ein wichtiger Bestandteil des Kreislaufs und der Speicherung von Kohlenstoff in tropischen Küstenökosystemen. In diesem Wissen versuchen Wissenschaftler, die Umwelt zu rekonstruieren und Veränderungen des Küstenökosystems über Tausende von Jahren mithilfe von Sedimentkernen zu untersuchen. Eine zusätzliche Komplikation ist jedoch die importierte organische Meeressubstanz, die sich aufgrund der Gezeitenspülung von Mangrovenwäldern auch im Sediment ablagert.

Termiten spielen eine wichtige Rolle bei der Bildung von Torf aus Mangrovenmaterial. Sie verarbeiten Laub, Wurzelsysteme und Holz von Mangroven zu Torf, um ihre Nester zu bauen. Termiten stabilisieren die Chemie dieses Torfs und machen etwa 2 % der oberirdischen Kohlenstoffspeicherung in Mangroven aus. Da die Nester im Laufe der Zeit vergraben werden, wird dieser Kohlenstoff im Sediment gespeichert und der Kohlenstoffkreislauf geht weiter.

Mangroven sind eine wichtige Quelle für blauen Kohlenstoff . Weltweit speicherten Mangroven im Jahr 2012 4,19 Gt (9,2

×
10 12  lb) Kohlenstoff. Zwei Prozent des globalen Mangrovenkohlenstoffs gingen zwischen 2000 und 2012 verloren, was einem maximalen Potenzial von 0,316996250 Gt (6,9885710
×
10 11  lb) an CO 2 -Emissionen entspricht .

Weltweit hat sich gezeigt, dass Mangroven Küstengemeinden, die von Tropenstürmen betroffen sind, einen messbaren wirtschaftlichen Schutz bieten.

Mangroven-Mikrobiome

Pflanzenmikrobiome spielen eine entscheidende Rolle für die Gesundheit und Produktivität von Mangroven. Viele Forscher haben das über Pflanzenmikrobiome erworbene Wissen erfolgreich angewendet , um spezifische Inokula für den Pflanzenschutz herzustellen . Solche Inokula können das Pflanzenwachstum stimulieren, indem sie Phytohormone freisetzen und die Aufnahme einiger mineralischer Nährstoffe (insbesondere Phosphor und Stickstoff) verbessern. Die meisten Studien zum Pflanzenmikrobiom konzentrierten sich jedoch auf die Modellpflanze Arabidopsis thaliana und wirtschaftlich wichtige Nutzpflanzen wie Reis , Gerste , Weizen , Mais und Sojabohnen . Es gibt weniger Informationen über Mikrobiome von Baumarten. Pflanzenmikrobiome werden durch pflanzenbezogene Faktoren (z. B. Genotyp , Organ, Art und Gesundheitszustand) und Umweltfaktoren (z. B. Landnutzung, Klima und Nährstoffverfügbarkeit) bestimmt. Zwei der pflanzenbezogenen Faktoren, Pflanzenarten und Genotypen, spielen nachweislich eine bedeutende Rolle bei der Gestaltung der Rhizosphäre und der Pflanzenmikrobiome, da Baumgenotypen und -arten mit spezifischen mikrobiellen Gemeinschaften assoziiert sind . Verschiedene Pflanzenorgane haben auch spezifische mikrobielle Gemeinschaften in Abhängigkeit von pflanzenassoziierten Faktoren (Pflanzengenotyp, verfügbare Nährstoffe und organspezifische physikalisch-chemische Bedingungen) und/oder Umweltbedingungen (assoziiert mit oberirdischen und unterirdischen Oberflächen und Störungen).

Mikrobiom der Wurzel

Bakterien- und Pilzgemeinschaft in einem Mangrovenbaum
Zusammensetzung der bakteriellen taxonomischen Gemeinschaft im Rhizosphärenboden und Zusammensetzung der taxonomischen Pilzgemeinschaft in allen vier Rhizosphärenböden und Pflanzenkompartimenten. Außerdem werden Informationen zu den pilzökologischen funktionellen Gruppen bereitgestellt. Anteile von Pilz -OTUs (ungefähre Arten), die mindestens zwei der Kompartimente besiedeln können, sind im linken Feld gezeigt.

Mangrovenwurzeln beherbergen ein Repertoire an mikrobiellen Taxa , die zu wichtigen ökologischen Funktionen in Mangrovenökosystemen beitragen. Ähnlich wie typische Landpflanzen sind Mangroven auf gegenseitig vorteilhafte Wechselwirkungen mit mikrobiellen Gemeinschaften angewiesen. Insbesondere Mikroben, die in entwickelten Wurzeln leben, könnten Mangroven helfen, Nährstoffe vor der Pflanzenassimilation in nutzbare Formen umzuwandeln. Diese Mikroben liefern Mangroven - Phytohormone zur Unterdrückung von Phytopathogenen   oder helfen Mangroven, Hitze und Salzgehalt zu widerstehen. Wurzelassoziierte Mikroben wiederum erhalten über Wurzelexsudate Kohlenstoffmetaboliten aus der Pflanze , wodurch enge Verbindungen zwischen Pflanze und Mikroben zum gegenseitigen Nutzen hergestellt werden.

Es wurde festgestellt, dass sehr unterschiedliche mikrobielle Gemeinschaften (hauptsächlich Bakterien und Pilze ) in Mangrovenwurzeln leben und funktionieren. Beispielsweise könnten diazotrophe Bakterien in der Nähe von Mangrovenwurzeln eine biologische Stickstofffixierung durchführen , die 40–60 % des gesamten von Mangroven benötigten Stickstoffs bereitstellt; der an Mangrovenwurzeln haftende Boden ist sauerstoffarm, aber reich an organischer Substanz und bietet eine optimale Mikroumgebung für sulfatreduzierende Bakterien und Methanogene . Ligninolytische , cellulolytische und amylolytische Pilze sind in der Umgebung der Mangrovenwurzeln weit verbreitet. Rhizosphärenpilze könnten Mangroven helfen, in wassergesättigten und nährstoffarmen Umgebungen zu überleben. Diese Studien haben zunehmend Beweise geliefert, die die Bedeutung von wurzelassoziierten Bakterien und Pilzen für das Wachstum und die Gesundheit von Mangroven unterstützen.

Jüngste Studien haben die detaillierte Struktur wurzelassoziierter mikrobieller Gemeinschaften in einem kontinuierlichen Feinmaßstab in anderen Pflanzen untersucht, wo ein Mikrohabitat in vier Wurzelkompartimente unterteilt war: Endosphäre, Episphäre, Rhizosphäre und Nicht-Rhizosphäre. Darüber hinaus wurde berichtet, dass die mikrobiellen Gemeinschaften in jedem Kompartiment einzigartige Eigenschaften aufweisen. Die Rhizosphäre könnte Wurzelexsudate abgeben, die spezifische mikrobielle Populationen selektiv anreichern; Es wurde jedoch festgestellt, dass diese Exsudate nur geringfügige Auswirkungen auf Mikroben im Boden außerhalb der Rhizosphäre ausüben. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass die Wurzelepisphäre und nicht die Rhizosphäre in erster Linie für die Kontrolle des Eindringens spezifischer mikrobieller Populationen in die Wurzel verantwortlich war, was zu einer selektiven Anreicherung von Proteobakterien in der Endosphäre führte. Diese Ergebnisse liefern neue Einblicke in die Nischendifferenzierung wurzelassoziierter mikrobieller Gemeinschaften. Dennoch liefert die amplikonbasierte Gemeinschaftsprofilierung möglicherweise nicht die funktionellen Eigenschaften wurzelassoziierter mikrobieller Gemeinschaften im Pflanzenwachstum und im biogeochemischen Kreislauf. Die Entschlüsselung funktioneller Muster in den vier Wurzelkompartimenten birgt ein großes Potenzial für das Verständnis funktioneller Mechanismen, die für die Vermittlung von Wurzel-Mikroben-Interaktionen verantwortlich sind, um die Funktion des Mangrovenökosystems zu verbessern.

Mangrovenvirome

Phagen sind Viren, die Bakterien wie Cyanobakterien infizieren. Gezeigt sind die Virionen verschiedener Familien von Schwanzphagen : Myoviridae , Podoviridae und Siphoviridae
Phylogenetischer Baum von Schwanzphagen
, die im Mangrovenvirom gefunden wurden 
Referenzsequenzen sind schwarz gefärbt, und Virom- Contigs sind mit unterschiedlichen Farben gekennzeichnet. Der Maßstabsbalken repräsentiert eine halbe Aminosäuresubstitution pro Stelle.

Mangrovenwälder sind eines der kohlenstoffreichsten Biome und machen 11 % des gesamten terrestrischen Kohlenstoffeintrags in die Ozeane aus. Obwohl angenommen wird, dass Viren lokale und globale biogeochemische Kreisläufe erheblich beeinflussen , waren ab 2019 nur wenige Informationen über die Gemeinschaftsstruktur, die genetische Vielfalt und die ökologische Rolle von Viren in Mangrovenökosystemen verfügbar.

Viren sind die am häufigsten vorkommenden biologischen Einheiten auf der Erde und kommen in praktisch allen Ökosystemen vor. Durch die Lyse ihrer Wirte, d. h. durch das Aufbrechen ihrer Zellmembranen, kontrollieren Viren die Wirtshäufigkeit und beeinflussen die Struktur von Wirtsgemeinschaften. Viren beeinflussen auch ihre Wirtsdiversität und Evolution durch horizontalen Gentransfer , Selektion auf Resistenz und Manipulation des bakteriellen Stoffwechsels . Wichtig ist, dass Meeresviren lokale und globale biogeochemische Kreisläufe beeinflussen, indem sie erhebliche Mengen an organischem Kohlenstoff und Nährstoffen aus Wirten freisetzen und Mikroben dabei unterstützen, biogeochemische Kreisläufe mit metabolischen Hilfsgenen (AMGs) anzutreiben.

Es wird vermutet, dass AMGs den viral infizierten Wirtsstoffwechsel verstärken und die Produktion neuer Viren erleichtern. AMGs wurden in marinen Cyanophagen umfassend erforscht und umfassen Gene, die an der Photosynthese, dem Kohlenstoffumsatz, der Phosphataufnahme und der Stressreaktion beteiligt sind. Eine kultivierungsunabhängige metagenomische Analyse viraler Gemeinschaften hat weitere AMGs identifiziert, die an Motilität, zentralem Kohlenstoffstoffwechsel, Photosystem I, Energiestoffwechsel, Eisen-Schwefel-Clustern, Antioxidation und Schwefel- und Stickstoffkreislauf beteiligt sind. Interessanterweise identifizierte eine kürzlich durchgeführte Analyse von Virome-Daten aus dem pazifischen Ozean auf Nischen spezialisierte AMGs, die zu tiefenstratifizierten Wirtsanpassungen beitragen. Angesichts der Tatsache, dass Mikroben globale biogeochemische Zyklen antreiben und ein großer Teil der Mikroben zu einem bestimmten Zeitpunkt von Viren infiziert ist, müssen viral kodierte AMGs eine wichtige Rolle in der globalen Biogeochemie und mikrobiellen Stoffwechselevolution spielen.

Mangrovenwälder sind die einzigen verholzten Halophyten , die im Salzwasser entlang der subtropischen und tropischen Küsten der Welt leben. Mangroven sind eines der produktivsten und ökologisch wichtigsten Ökosysteme der Erde. Die Raten der Primärproduktion von Mangroven entsprechen denen von tropischen feuchten immergrünen Wäldern und Korallenriffen. Als global relevanter Bestandteil des Kohlenstoffkreislaufs binden Mangroven jährlich etwa 24 Millionen Tonnen Kohlenstoff. Der meiste Mangrovenkohlenstoff wird im Boden und in beträchtlichen unterirdischen Pools toter Wurzeln gespeichert, was zur Erhaltung und Wiederverwertung von Nährstoffen unter den Wäldern beiträgt. Obwohl Mangroven nur 0,5 % der Küstengebiete der Erde bedecken, machen sie 10–15 % der Kohlenstoffspeicherung in Küstensedimenten und 10–11 % des gesamten Eintrags von terrestrischem Kohlenstoff in die Ozeane aus. Der überproportionale Beitrag von Mangroven zur Kohlenstoffbindung wird heute als wichtiges Mittel zum Ausgleich von Treibhausgasemissionen angesehen.

Kreisförmige Darstellung des Chloroplastengenoms
für die graue Mangrove, Avicennia marina

Trotz der ökologischen Bedeutung des Mangrovenökosystems ist unser Wissen über die Biodiversität der Mangroven besonders begrenzt. Frühere Berichte untersuchten hauptsächlich die Biodiversität der Mangrovenfauna, -flora und Bakteriengemeinschaften. Insbesondere sind nur wenige Informationen über Virusgemeinschaften und ihre Rolle in Mangrovenbodenökosystemen verfügbar. Angesichts der Bedeutung von Viren für die Strukturierung und Regulierung von Wirtsgemeinschaften und vermittelnden biogeochemischen Stoffkreisläufen ist die Erforschung von Virusgemeinschaften in Mangrovenökosystemen unerlässlich. Darüber hinaus kann die intermittierende Überschwemmung von Meerwasser und der daraus resultierende scharfe Übergang von Mangrovenumgebungen zu einer wesentlich unterschiedlichen genetischen und funktionellen Vielfalt von Bakterien- und Virusgemeinschaften in Mangrovenböden im Vergleich zu denen anderer Systeme führen.

Genomsequenzierung