Versauerung der Ozeane schadet Kieselalgen im Südpolarmeer

2. März 2015, 06:00
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Bisher ging man davon aus, dass zusätzliches Kohlendioxid im Wasser für die einzelligen Algen wie Dünger wirken

Bremerhaven - Bisher gingen Wissenschafter davon aus, dass die zunehmende Versauerung der Ozeane das Wachstum von Kieselalgen ankurbeln würde. Nun aber konnten deutsche Forscher erstmals nachweisen, dass sich der sinkende pH-Wert im Südpolarmeer negativ auf die einzelligen Algen auswirken kann. Bei Laborversuchen konnten sie beobachten, dass die Kieselalgen bei wechselnden Lichtbedingungen im saureren Wasser deutlich schlechter wachsen.

"Kieselalgen spielen eine wichtige Rolle im Klimasystem der Erde. Sie nehmen große Mengen Kohlendioxid auf, binden diese und transportieren einen Teil anschließend in die Tiefsee. Einmal in der Tiefsee angekommen wird das Treibhausgas dort für Jahrhunderte gespeichert", erläutertClara Hoppe, Biologin am Alfred-Wegener-Instituts, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) und Erstautorin der in der Fachzeitschrift "New Phytologist" veröffentlichten Studie.

Licht als entscheidender Faktor

Bislang gingen Forscher davon aus, dass zusätzliches Kohlendioxid im Wasser für die Kieselalgen wie Dünger wirken könnte. Einen wichtigen Aspekt haben Studien zu diesem Thema in der Vergangenheit jedoch stets vernachlässigt: die Lichtbedingungen. Bei bisherigen Versuchen wurden Algen bei gleichbleibender Beleuchtung untersucht. Konstantes Licht kommt in der Natur aber sehr selten vor; insbesondere im Südpolarmeer, wo Stürme die obersten Wasserschichten oft tief durchmischen. "Wind und Strömungen befördern die Kieselalgen im Südpolarmeer mehrmals täglich von der obersten Wasserschicht in die darunter liegenden und von dort wieder zurück an die Oberfläche. Das heißt, den Algen steht über den Tag verteilt mal mehr und mal weniger Licht zur Verfügung", erklärt Hoppe.

Unter diesen Bedingungen leiden die Kieselalgen meist darunter, dass sie zu wenig Licht abbekommen, wenn sie sich häufig in tiefen Wasserschichten befinden. Denn bei wechselnder Lichtintensität wachsen die Kieselalgen langsamer als unter konstantem Licht. Schließlich verbringen sie weniger Zeit in optimalen Lichtverhältnissen und müssen sich immer an den Wechsel von viel Licht zu wenig Licht anpassen. Diese Bedingungen wurden in Experimenten zur Ozeanversauerung bisher nicht berücksichtigt.

Hochlichtstress für Kieselalgen

Die Experimente am Alfred-Wegener-Institut in Bremerhaven verdeutlichen, dass die Kieselalgen unter Ozeanversauerung besonders empfindlich darauf reagieren, wenn ihnen phasenweise mehr Licht als nötig zur Verfügung steht. "Ab einer bestimmten Intensität beginnt das Licht, einen Teil der Photosynthese-Kette auszuschalten und sogar zu zerstören. Wir sprechen hier von Hochlichtstress. In diesen Phasen muss die Algenzelle also viel Energie darauf aufwenden, um die vom Licht verursachten Schäden wieder zu reparieren. Dieser Punkt, an welchem aus genügend Licht zu viel Licht wird, tritt im saureren Wasser schneller ein", sagt Hoppe.

Für ihre Experimente untersuchte das Team um Hoppe die ausschließlich Kieselalgenart Chaetoceros debilis. "Es ist zwar schwierig von einer Art auf alle anderen zu schließen, aber Chaetoceros gehört zu den wichtigsten Kieselalgen, welche in Algengemeinschaften häufig dominieren. Außerdem haben vorherige Studien gezeigt, dass sie wie eine typische Kieselalgenart auf die Ozeanversauerung reagiert", erklärt die Biologin. (red, derStandard.at, 2.3.2015)

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