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21.03.2019 11:21

Besiedlung in Zeitlupe

Ralf Röchert Kommunikation und Medien
Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung

    Langzeitexperiment in der Tiefsee der Arktis zeigt: Sesshafte Tiere können in großen Wassertiefen nur extrem langsam neue Lebensräume erobern

    Am Grund der arktischen Tiefsee lebt eine Vielzahl von Tieren, die auf Steinen festgewachsen sind und mit Filterapparaten oder Fangarmen ihre Nahrung aus dem Wasser holen. Bis sich eine solche Lebensgemeinschaft etabliert, können allerdings Jahrzehnte vergehen. Ihre natürliche Vielfalt erreicht sie vermutlich erst viel später. Das schließen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) aus einem einmaligen, 18-jährigen Langzeitexperiment, über das sie jetzt im Fachjournal „Limnology and Oceanography“ berichten.

    Einige Schwammarten stehen wie antike römische Vasen auf den Steinen, Haarsterne und Seelilien wiegen ihre Tentakel elegant in der Strömung. Wenn ferngesteuerte Unterwasserfahrzeuge am Meeresgrund der arktischen Tiefsee unterwegs sind, fangen ihre Kameras immer wieder Bilder von solchen sesshaften Tieren ein. Zu den wichtigsten Lebensräumen für diese Organismen gehören die sogenannten Dropstones. Das sind Steine und ganze Felsblöcke, die an Land in einen Gletscher eingefroren und von Eisbergen ins Meer hinaus transportiert worden sind. Sobald das Eis schmilzt, sinken diese Steine auf den Meeresgrund und bieten dort genau das harte Substrat, auf das viele dieser Arten angewiesen sind.

    Doch wie lange dauert es, bis die ersten Siedler in der Tiefsee der Arktis dieses Angebot nutzen? Und wie entwickelt sich die Lebensgemeinschaft dann weiter? „Darüber wusste man bisher so gut wie gar nichts“, sagt Michael Klages vom AWI. Zwar gibt es einige Studien, die solche Fragen in der Antarktis untersucht haben. Allerdings haben sich diese auf flache Meeresbereiche konzentriert, in denen andere Lebensbedingungen herrschen.

    Nun aber gibt es neue Erkenntnisse aus dem Tiefsee-Observatorium HAUSGARTEN, das in der Framstraße zwischen Spitzbergen und Grönland liegt und in dem das AWI verschiedene ökologische Langzeituntersuchungen durchführt. Im Juli 1999 haben Michael Klages und seine Kolleginnen und Kollegen aus der Tiefseeforschungsgruppe des AWI dort in einer Wassertiefe von 2500 Metern einen schweren Metallrahmen auf den Meeresboden gestellt. Daran hingen sogenannte Besiedlungsplatten aus Klinkersteinen, Plexiglas und Holz, die den sesshaften Tiefseebewohnern Halt bieten konnten. Und dann hieß es warten, was passiert.

    In den Jahren 2003 und 2011 hat das Team dieser Konstruktion Besuche mit ferngesteuerten Unterwasserfahrzeugen abgestattet, Ende August 2017 wurde das Gestell schließlich wieder an die Oberfläche geholt. Die Erstautorin der aktuellen wissenschaftlichen Veröffentlichung, Kirstin Meyer-Kaiser, die mittlerweile im Meeresforschungsinstitut Woods Hole Oceanographic Institution im US-Bundesstaat Massachusetts arbeitet, hat die geborgenen Besiedlungsplatten anschließend „unter die Lupe genommen“, die einzelnen Organismen gezählt, abgesammelt und taxonomisch eingeordnet.

    „In diesem Experiment haben wir gesehen, dass die Besiedlung solcher Habitate in der arktischen Tiefsee extrem langsam vor sich geht“, resümiert Michael Klages. Nach vier Jahren hatten sich auf den Platten nur Einzeller aus der Gruppe der Foraminiferen eingefunden, nach zwölf Jahren war mit dem Polypen Halisiphonia arctica nur ein einziges mehrzelliges Tier dazugekommen. Und selbst nach 18 Jahren beschränkte sich die Zahl der wirbellosen Mehrzeller auf gerade einmal 13 Arten.

    Aus dieser bescheidenen Ausbeute schließen die Forscher allerdings nicht, dass die natürlichen Hartsubstrate keine wichtigen Habitate wären – ganz im Gegenteil: „Ohne sie würde es etliche sesshafte Tiere in der arktischen Tiefsee gar nicht geben“, betont Michael Klages. Der in den Meeren inzwischen allgegenwärtige Zivilisationsmüll scheint dabei kein guter Ersatz zu sein. Zwar hat das AWI-Team auf den von ferngesteuerten Unterwasserfahrzeugen aufgenommenen Bildern durchaus schon eine Plastikflasche gesehen, auf der eine Seelilie wuchs. „So sind wir darauf gekommen, bei unserem Experiment auch Plexiglasplatten zu verwenden“, erklärt der Forscher. „Wir wollten sehen, ob diese genauso gut besiedelt werden können wie ein naturnaher Untergrund.“ Das ist offenbar nicht der Fall. Jedenfalls hatten sich nach 18 Jahren auf dem Kunststoff deutlich weniger Tiere eingefunden als auf den Klinkersteinen.

    Auch letztere konnten allerdings bei weitem nicht mit einem benachbarten Felsenriff mithalten, wo sich immerhin 65 verschiedene Wirbellose nachweisen ließen. Möglicherweise haben also selbst fast zwei Jahrzehnte nicht genügt, um auf den Platten die theoretisch mögliche Artenvielfalt zu erreichen. Das erwähnte Riff ist dagegen deutlich älter und hatte entsprechend mehr Zeit, um eine größere Palette von Bewohnern anzulocken.

    Die Ergebnisse liefern damit auch wichtige Erkenntnisse über die Empfindlichkeit von Tiefsee-Ökosystemen. „Wenn dort Störungen die sesshaften Bewohner am Meeresgrund beseitigen, dürfte es Jahrzehnte dauern, bis sich die Lebensgemeinschaft davon wieder erholt hat“, sagt Michael Klages. In der Arktis können solche Störungen etwa durch Fischerei, Bohrungen nach Öl und Gas auftreten. Deutlich weitreichendere Folgen aber sind zum Beispiel in der Tiefe des Pazifiks zu erwarten, wo künftig großflächig Manganknollen abgebaut werden sollen.

    Originalpublikation
    Kirstin Meyer, Melanie Bergmann, Thomas Soltwedel, Michael Klages: Recruitment of Arctic deep-sea invertebrates: results from a long-term hard-substrate colonization experiment at the LTER observatory HAUSGARTEN. Limnology and Oceanography (2019). DOI: 10.1002/lno.11160

    Hinweise für Redaktionen

    Druckbare Fotos finden Sie in der Online-Version dieser Pressemitteilung unter https://www.awi.de/ueber-uns/service/presse-detailansicht/presse/besiedlung-in-z...

    Videomaterial steht Ihnen zum Download hier bereit: https://we.tl/t-c90WV1VyUc

    Ihre wissenschaftlichen Ansprechpartner sind:

    • Dr Kirstin Meyer-Kaiser (Tel.: +1 508-289-3713; E-Mail: kmeyer(at)whoi.edu)
    • Dr Michael Klages (Tel.: +49 (0)471 4831-1201; E-Mail: Michael.Klages(at)awi.de)
    • Dr Melanie Bergmann (Tel.: +49 (0)471) 4831-1739; E-Mail: Melanie.Bergmann(at)awi.de)
    • Dr Thomas Soltwedel (Tel.: +49(0)471 4831-1775; E-Mail: Thomas.Soltwedel@awi.de)

    In der Pressestelle des Alfred-Wegener-Instituts unterstützt Sie Folke Mehrtens (Tel.: +49 (0) 471 4831-2007; E-Mail: medien(at)awi.de).

    Das Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) forscht in der Arktis, Antarktis und den Ozeanen der gemäßigten sowie hohen Breiten. Es koordiniert die Polarforschung in Deutschland und stellt wichtige Infrastruktur wie den Forschungseisbrecher Polarstern und Stationen in der Arktis und Antarktis für die internationale Wissenschaft zur Verfügung. Das Alfred-Wegener-Institut ist eines der 19 Forschungszentren der Helmholtz-Gemeinschaft, der größten Wissenschaftsorganisation Deutschlands.


    Weitere Informationen:

    https://www.awi.de/ueber-uns/service/presse-detailansicht/presse/besiedlung-in-z...


    Merkmale dieser Pressemitteilung:
    Journalisten
    Biologie, Meer / Klima
    überregional
    Forschungsergebnisse, Wissenschaftliche Publikationen
    Deutsch


    Probennahme nach Bergung des Langzeitexperimentes


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