Forscher identifizieren "Motor" für das Leben im Arktischen Ozean

15. Juli 2016, 14:41
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Bedeutung im Meereis lebenden Algen für das arktische Nahrungsnetz war bisher unterschätzt worden

Bremerhaven – Hunderte Algenarten haben sich die Unterseite und sogar das Inneren des arktischen Meereises als Lebensraum erobert. Die mikroskopisch kleinen bis zentimetergroßen Algen bilden so etwas wie das Fundament der Nahrungspyramide in den Gewässern rund um den Nordpol. Nun haben deutsche Biologen festgestellt, dass die Algen sogar eine noch viel größere Rolle für das arktische Nahrungsnetz spielen als bisher gedacht. Dies ist nicht unbedingt eine gute Nachricht: Mit dem schmelzenden Meereis verschwindet auch eine wesentliche Energiequelle für zahllose Tierarten.

Das sommerliche Meereis in der Arktis schwindet rasant und mit ihm der Lebensraum für die Eisalgen. Die Folgen dieses Rückgangs für das arktische Ökosystem sind schwer absehbar. Welche Bedeutung in diesem Zusammenhang Eisalgen für das arktische Nahrungsnetz haben, konnten Wissenschafter des Alfred-Wegener-Instituts, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung jetzt nachweisen.

"In vielen Studien wurde bereits spekuliert, dass Eisalgen eine wichtige Energiequelle für die polaren Ökosysteme sind. Wir konnten jetzt zeigen, dass nicht nur Eis-assoziierte Tiere den Großteil ihres Kohlenstoffbedarfs überwiegend aus Eisalgen beziehen, sondern überraschenderweise auch Arten, die vorwiegend im freien Wasser, also meist in größerer Tiefe, leben", sagt Doreen Kohlbach, Erstautorin der im Fachjournal "Limnology & Oceanography" erschienen Studie.

Zooplankton aus der Tiefe

Kohlbach und ihre Kollegen haben Ruderfußkrebse, Flohkrebse und Flügelschnecken aus dem zentralen Arktischen Ozean auf ihre Abhängigkeit von Eisalgen untersucht. Von einer Reihe dieser Tierarten ist bekannt, dass sie die Unterseite des Meereises als Lebensraum nutzen. Viele andere Zooplanktonarten aber verbringen ihr gesamtes Leben schwebend in Wassertiefen bis zu 1000 Meter und mehr.

Nachweisen konnten die Forscher die enge Verbindung zwischen Zooplankton und Eisalgen mithilfe von Fettsäuren als Biomarkern. Diese werden in der Nahrungskette unverändert weitergegeben. Die für Eisalgen typischen Fettsäuren können demzufolge anzeigen, ob ein Tier über die Nahrung Kohlenstoff aus Eisalgen aufgenommen hat. Isotopen-Analysen an diesen Biomarker verrieten den Umfang des Eisalgen-Kohlenstoffs in der Nahrung.

Im Ergebnis zeigte sich, das Eis-assoziierte Tiere zwischen 60 und 90 Prozent ihres Kohlenstoffs aus Eisalgen beziehen. Bei den in größeren Wassertiefen lebenden Tieren lagen die Werte zwischen 20 und 50 Prozent – und damit deutlich höher als erwartet.

Algenfressende Beutetiere

"Persönlich überrascht war ich vor allem vom Anteil im räuberischen Flohkrebs Themisto libellula, der im Freiwasser lebt und nicht an der Eisunterseite jagt. Wie wir jetzt wissen, stammen bis zu 45 Prozent seines Kohlenstoffgehalts aus Eisalgen, die wohl auf dem Speiseplan seiner Beutetiere standen", sagt AWI-Meereisökologe und Koautor Hauke Flores. Zur Beute des räuberischen Flohkrebses gehören pelagische Ruderfußkrebse, die wiederum einen Eisalgenkohlenstoffanteil von bis zu 50 Prozent aufwiesen, "obwohl wir angenommen hatten, dass sie sich hauptsächlich von Algen aus der Wassersäule ernähren", so Flores.

Die Zahlen sind noch vor einem anderen Hintergrund überraschend: Eisalgen wachsen vor allem im Frühjahr, wenn wenig Licht durch das noch dicke Eis dringt. Die Proben wurden hingegen im Sommer genommen – und dennoch war der Anteil des Eisalgen-Kohlenstoffs in der Nahrungskette im Verhältnis sehr hoch. Wie sehen die Zahlen in anderen Jahreszeiten aus, lautet eine der Fragen, welche die AWI-Wissenschafter sich nun stellen. Ebenso interessiert sie, ob stärker zwischen den verschiedenen Eisalgen differenziert werden kann und es womöglich eine Schlüsselalge gibt. (red, 15.7.2016)

  • Die arktischen Gewässer sind ein überraschend artenreicher Lebensraum (im Bild die Flügelschnecke Clione limacina). Eine wesentliche Komponente des arktischen Nahrungsnetzes bilden Eisalgen.
    foto: jan van franeker – imares

    Die arktischen Gewässer sind ein überraschend artenreicher Lebensraum (im Bild die Flügelschnecke Clione limacina). Eine wesentliche Komponente des arktischen Nahrungsnetzes bilden Eisalgen.

  • Eisalgen leben in (oben) und auf der Unterseite (unten) des arktischen Meereises. Verschwindet letzteres, haben die Algen keine Lebensgrundlage mehr.
    fotos: mario hoppmann/rov ronja/ awi-sektion meereisphysik

    Eisalgen leben in (oben) und auf der Unterseite (unten) des arktischen Meereises. Verschwindet letzteres, haben die Algen keine Lebensgrundlage mehr.

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