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Fatale Kombination zerstört Alaskas Riffe

Seeigel zernagen die Kalkalgenriffe um die Aleuten. (Bild: J. Tomoleoni/USGS)

Der Mensch hat den Klimawandel und den Verlust vieler Tierarten verursacht – wie fatal sich die Kombination auswirken kann, verdeutlicht nun eine Studie: Ohne die Kontrolle durch Seeotter und mit Unterstützung des Klimawandels zerfressen nun Armeen von Seeigeln immer mehr die ökologisch wichtigen Kalkalgenriffe Alaskas. Den Ergebnissen zufolge hat erst die Verknüpfung beider Faktoren zum Überschreiten eines Kipppunktes geführt. Es gibt allerdings eine Hoffnung: Möglicherweise könnte die Wiederherstellung der Seeotterpopulationen das Ökosystem erneut stabilisieren, sagen die Forscher.

Die Korallenriffe der tropischen Meere sind für ihre Artenvielfalt und ihre weitreichende Bedeutung für die Lebewesen der Ozeane bekannt. Doch auch kühle Meeresregionen haben Ähnliches zu bieten. Im Bereich der Aleuten Alaskas bildet die Kalk-ausscheidende Rotalge Clathromorphum nereostratum komplexe Strukturen am Meeresboden aus, die vielen Organismen Lebensraum bieten und auch den Seetang-Wäldern der Küstenbereiche als Unterlage dienen. Ein natürlicher Fressfeind der Riff-bildenden Algen sind Seeigel. Um sich vor ihnen zu schützen, produzieren die Algen Skelette aus Kalk. Doch die Seeigel lassen sich davon nur bedingt abhalten – sie können sich durch die Schutzschicht bohren.

Zerstörte Gleichgewichte

Für lange Zeit befand sich das System im Gleichgewicht, da die Seeigelbestände von Seeottern in Schach gehalten wurden. Die Population dieser possierlichen Räuber ist aber durch den Einfluss des Menschen so geschrumpft, dass sie diese Funktion im Ökosystem nicht mehr erfüllen können. Dadurch entwickelte sich ein unnatürlich hoher Bestand der hungrigen Seeigel. Zuerst haben sie die Sprösslinge des Seetangs aufgefressen und damit die Kelpwälder stark gelichtet. Jetzt scheinen sie auch immer mehr am Fundament des Ökosystems zu nagen – am Kalkalgenriff. Dieser Entwicklung haben nun die Forscher um Douglas Rasher vom Bigelow Laboratory for Ocean Sciences in East Boothbay eine Studie gewidmet.

Um aufzuklären, wie sich das Ökosystem in der Vergangenheit entwickelt hat, führten die Forscher Analysen durch, die der Untersuchung von Baumringen ähneln. Wie sie erklären, bauen die Algen jedes Jahr eine neue Schicht Kalk auf, wodurch sich Wachstumsbänder bilden – ähnlich wie bei den Jahresringen von Bäumen. Diese Bänder archivieren auch, ob und wie massiv Seeigel in jedem Jahr geweidet haben, erklären die Forscher. Im Rahmen der Studie haben sie Proben aus den Riffen mithilfe der Uran-Thorium-Methodean analysiert, um Datierungen der Schichten zu ermöglichen und damit eine Chronologie der Riffentwicklung zu entwickeln. Diese Untersuchungen wurden am GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel durchgeführt.

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Aus den Ergebnissen geht hervor, dass die Fressbelastung durch die Seeigel im Zuge der atmosphärischen Veränderungen und der Erhöhung der Wassertemperatur deutlich zugenommen hat. Die geringen Seeotterbestände bildeten offenbar nur einen Co-Faktor, denn die Tiere wurden wegen ihres Pelzes bereits im 18. und 19. Jahrhundert fast ausgerottet. „Während des Pelzhandels überlebten die Clathromorphum-Riffe, obwohl es wohl viele Seeigel gab“, sagt Rasher. „Inzwischen hat sich die Situation jedoch drastisch verändert. Unsere Studie zeigt, dass der Seeigel-Fraß an den Riffen in den letzten Jahren aufgrund der sich abzeichnenden Auswirkungen des Klimawandels viel gefährlicher ist“, sagt Rasher. „Die Erwärmung und Versauerung der Ozeane erschwert kalkbildenden Organismen die Produktion ihrer Schalen, in diesem Fall des Schutzskeletts. Die Schlüsselart Clathromorphum ist nun sehr anfällig für die Beweidung. Gleichzeitig hat die Zahl der Seeigel stark zugenommen. Das ist eine verheerende Kombination“, erklärt Rasher.

Kipppunkt überschritten

Um weitere Informationen zu gewinnen, untersuchten die Forscher die Interaktion zwischen Kalkalgenriff und Seeigeln auch im Labor. Dabei stellten sie kontrollierte Wasserbedingungen her, wie sie in vorindustrieller Zeit herrschten, aktuell vorliegen sowie am Ende des Jahrhunderts das Meer prägen könnten. Nach drei Monaten wurden die Kalkalgenriff-Proben und die Seeigel zusammengebracht, um zu beurteilen, wie sich die Seeigelbeweidung in Verbindung mit den unterschiedlichen Wassertemperaturen und Säuregehalten verändert.

Dabei stellten die Forscher fest, dass die Beweidung unter den gegenwärtigen Bedingungen etwa 35 bis 60 Prozent intensiver ist als unter den vorindustriellen Umständen. Bei den möglichen Zukunftsbedingungen nahmen die Zerstörungsraten dann noch einmal um etwa 20 bis 40 Prozent zu. Die Ergebnisse bestätigten somit, dass der Klimawandel es den Seeigeln in jüngster Zeit ermöglicht hat, die Abwehrkräfte der Algen zu durchbrechen und das System über einen kritischen Kipppunkt hinauszudrängen, resümieren die Forscher. „Diese eigentlich so langlebigen Riffe verschwinden nun vor unseren Augen – wir stehen vor einem Zusammenbruch, der in der Größenordnung von Jahrzehnten stattfinden könnte“, sagt Rasher.

Seeotter-Schutz könnte helfen

Die Feststellung, dass der Effekt auf dem Zusammenspiel zwischen dem Verlust der Seeotter und dem Klimawandel basiert, gibt ihm zufolge aber auch Anlass zur Hoffnung. Die Reduzierung der Treibhausgasemissionen ist natürlich ein grundlegendes Ziel. Doch durch die Förderung der Seeotter könnte sich das akute Problem eindämmen lassen. „Im Fall dieses Ökosystems würde die Wiederherstellung der Seeotterpopulationen viele ökologische Vorteile bringen“, sagt Rasher.

Möglicherweise gilt Ähnliches auch in anderen Fällen: „Es ist gut dokumentiert, dass der Mensch die Ökosysteme der Erde beeinflusst, indem er einerseits das Klima verändert und andererseits große Raubtiere dezimiert. Aber die Kombination solcher Prozesse wird selten untersucht. Die Studie deutet nun darauf hin, dass die Möglichkeit bestehen könnte, große Raubtiere auf eine Art und Weise zu managen, die dazu beitragen kann, die Geschwindigkeit, mit der der Klimawandel unsere natürlichen Ökosysteme beeinträchtigt, zu verlangsamen“, so Rasher.

Quelle: Bigelow Laboratory for Ocean Sciences, GEOMAR, Fachartikel: Science, doi: 10.1126/science.aav7515

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