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Erde|Umwelt

Versauerung bringt Meeres-WG durcheinander

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Korallen, Miesmuscheln und Seegurken stehen ungemütliche Zeiten bevor (thinkstock)
Korallen, Miesmuscheln und Seegurken stehen ungemütliche Zeiten bevor: Der sinkende pH-Wert der Ozeane stellt ihre Anpassungsfähigkeit auf eine harte Probe. Forscher haben nun erstmals umfassend untersucht, welche Stämme darauf wie reagieren: Während Weichtiere, Stachelhäuter und Korallen bereits unter kleinen Veränderungen leiden, sind Krustentiere vergleichsweise widerstandsfähig. Doch auch ihnen dürfte es übel ergehen, wenn sich zur Versauerung Erwärmung, Verschmutzung, Sauerstoff- und Nahrungsmangel gesellen. Die Lebensgemeinschaft im Meer, schreiben die Forscher, könnte in Zukunft eine ganz andere sein.

Die Ozeane versauern, daran besteht kein Zweifel. In den letzten 150 Jahren ist der pH-Wert unserer Meere von 8,2 auf 8,1 gesunken, in weiteren hundert Jahren könnte er bereits bei weniger als 7,8 liegen. Schuld an der Misere – auch daran besteht kein Zweifel – ist die steigende Konzentration von Kohlendioxid in der Atmosphäre. Ein Teil des Gases löst sich im Wasser und reagiert dort zu Kohlensäure, genauer gesagt zu Protonen und Carbonat oder Hydrogencarbonat.

Welche Auswirkungen dieser Prozess langfristig auf die Meeresbewohner hat, dazu sind die Informationen jedoch rar gesät. Viele Untersuchungen finden im Labor statt und betrachten nur isolierte Arten. Astrid Wittmann und Hans-Otto Pörtner vom Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung (AWI)  in Bremerhaven haben deshalb Inventur gemacht: Sie werteten im Rahmen einer Metaanalyse 167 Studien zu 153 marinen Arten aus. Ihre Ergebnisse verglichen die Wissenschaftler mit Fossilienfunden aus Klimaperioden, die sich durch steigende CO2-Konzentrationen in der Atmosphäre auszeichneten und – wie das Paläozän/Eozän-Temperaturmaximum (PETM) – mit einem Artensterben einhergingen.

Insgesamt nahmen die AWI-Forscher fünf Stämme unter die Lupe: Weichtiere, Stachelhäuter, Korallen, Fische und Krustentiere. Sie alle können auf unterschiedliche Art und Weise durch den steigenden pH-Wert beeinträchtigt werden. So nagt das saure Wasser an den Kalkskeletten von Muscheln oder Korallen. Ein veränderter pH-Wert im Körper kann außerdem den Stoffwechsel oder den Sauerstofftransport ausbremsen. Bei Fischen gibt es sogar Berichte darüber, dass der sinkende pH-Wert den Hirnstoffwechsel und damit das Verhalten verändert.

Die Zukunft der Fische bleibt ein Mysterium

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Bei CO2-Konzentrationen, wie sie nach Berechnungen des Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) in hundert Jahren zu erwarten sind, leiden der Analyse zufolge nahezu alle Tiere. Der Wert, bei dem rund die Hälfte der untersuchten Arten negativ beeinträchtigt wird, schwankt jedoch von Stamm zu Stamm. Die Korallen zählen zu den empfindlichsten Vertretern des marinen Ökosystems, auch wenn einige Arten sich als überaus robust erwiesen – eine Beobachtung, die mit der Entwicklung der Riffe während des PETM übereinstimmt. Stachelhäuter und Weichtiere schlagen sich ebenfalls schlecht, wie die Forscher berichten. Ihr Stoffwechsel ist vermutlich zu träge, um Schwankungen im Säure-Base-Gleichgewicht erfolgreich abzupuffern. Etwas besser ergeht es den Krustentieren. Doch auch hier dürfte die Hälfte aller Arten im Jahre 2100 zu kämpfen haben.

Aussagen über die Zukunft der Fische sind hingegen unmöglich: „Die Daten sind in Bezug auf die Klimazonen nicht repräsentativ und erstrecken sich nicht über so lange Zeiträume wie die Studien zu wirbellosen Tieren“, schreiben die Forscher. Überhaupt mache die Datenlage präzise Vorhersagen schwierig: Über die Auswirkungen der Ozeanversauerung auf ganze Ökosysteme wisse man bisher sehr wenig, betonen die Wissenschaftler. Vielleicht sei das Leben im Meer auch robuster als gedacht: „Akklimatisierung, epigenetische Flexibilität und evolutionäre Anpassungen über Generationen hinweg könnten die Auswirkungen der Ozeanversauerung abschwächen oder sogar kompensieren“, räumen sie ein.

Das alles dürfte jedoch nicht mehr helfen, wenn sich zur Versauerung steigende Wassertemperaturen, Verschmutzung, Sauerstoff- und Nahrungsmangel gesellen. Dann reichen bereits geringe Veränderungen des CO2-Gehalts im Wasser aus, um schwere Schäden zu verursachen. Die vorliegende Einschätzung sei deshalb konservativ, schreiben die Wissenschaftler. Ihr Fazit: „Es wird Gewinner und Verlierer des Klimawandels geben – und damit einhergehende Verschiebungen in der Zusammensetzung der Lebensgemeinschaften.“ Auf lange Sicht erwarteten uns „tiefgreifend veränderte Ökosysteme“.

Quelle:

© wissenschaft.de – Nora Schlüter
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