Ein wärmerer Ozean ist ein hungrigerer Ozean – zumindest was die Fischräuber betrifft. In einer neuen Feldstudie, die am 9. Juni online in Science veröffentlicht wurde, haben Smithsonian-Wissenschaftler herausgefunden, dass die Auswirkungen von Raubfischen im Atlantik und Pazifik bei höheren Temperaturen ihren Höhepunkt erreichen. Die Auswirkungen wirken sich kaskadenartig auf andere Lebewesen im Ozean aus und können das Gleichgewicht, das seit Jahrtausenden besteht, stören.
“Es hat Tausende von Jahren gedauert, bis wir diesen Zustand erreicht haben, und jetzt steigen die Temperaturen plötzlich viel schneller an”, sagte Gail Ashton, Hauptautorin des Berichts und Meeresbiologin am Smithsonian Environmental Research Center (SERC). “Und wir wissen nicht wirklich, welche Auswirkungen dieser Temperaturanstieg hat”.
Frühere Forschungen haben angedeutet, dass Raubtiere in den Tropen aktiver sind, da höhere Temperaturen den Stoffwechsel der Tiere anregen. Die empirischen Belege aus kleineren Studien waren jedoch widersprüchlich. Und nur wenige Studien versuchten, die zentrale Frage zu klären, wie Beutegemeinschaften auf den erhöhten Druck reagieren, der einen Vorgeschmack darauf geben könnte, wie ein wärmerer Ozean der Zukunft aussehen wird.
“Wärmere Gewässer begünstigen in der Regel Tiere, die weit oben in der Nahrungskette stehen, die aktiver werden und mehr Nahrung benötigen – und es sind ihre Beutetiere, die für diese erhöhte Aktivität bezahlen”, sagte Mitautor Emmett Duffy, Direktor des Smithsonian’s Marine Global Earth Observatory Network (MarineGEO). “Dies deutet darauf hin, dass sich durch die Erwärmung der Meere das Leben in den empfindlichen Lebensräumen des Meeresbodens stark verändern könnte”.
Nachverfolgung von Raubtieren von Pol zu Pol
Die neue Studie ist eine der umfangreichsten, die bisher durchgeführt wurden. Ein internationales Team unter Leitung des Smithsonian und der Temple University koordinierte Partner an 36 Standorten entlang der Atlantik- und Pazifikküste Amerikas. Die Standorte reichten von Alaska im Norden bis Feuerland an der Spitze Südamerikas. An jedem Standort führten die Forscher die gleichen drei Experimente mit Raubtieren und Beutetieren durch.
Beim ersten Experiment verfolgten sie die Gesamtaktivität der Raubtiere mithilfe von “Tintenfisch-Knallern”. Die von Duffy und dem MarineGEO-Team entwickelten “Tintenfisch-Pops” ähneln den Kuchen-Pops in Cafés. Die Wissenschaftler befestigen ein Stück getrockneten Tintenfisch, einen Standardköder, der überall verwendet werden kann, an einem Pfahl und lassen ihn unter Wasser, um Fische anzulocken. Nach einer Stunde überprüften die Wissenschaftler, wie viele Tintenfisch-Pops verzehrt worden waren. Die Ergebnisse bestätigten ihren Verdacht: An wärmeren Standorten war die Prädation intensiver; in kälteren Gewässern (unter 68 Grad F) sank die Prädation auf nahezu Null.
“Diese Temperaturschwelle stellt einen ökologischen Kipppunkt in diesen küstennahen Meeresökosystemen dar, oberhalb dessen die Raubintensität zunimmt”, sagte Amy Freestone, Mitautorin und außerordentliche Professorin für Biologie an der Temple University. “Mit dem Klimawandel werden mehr Küstengewässer diesen Kipppunkt überschreiten oder sich noch weiter erwärmen, was die Funktionsweise dieser Ökosysteme grundlegend verändern wird”.
Leben in einer raubtierreichen See
Doch die dringlichere Frage wurde damit nicht beantwortet: Was bedeutet ein wärmerer, hungrigerer Ozean für den Rest des Lebens im Nahrungsnetz?
Zu diesem Zweck wendeten sich die Forscher ihren letzten beiden Experimenten zu. Sie untersuchten die stationären wirbellosen Unterwassertiere, von denen sich Fische gerne ernähren, wie Manteltiere und Moostierchen, um herauszufinden, wie sich Raubtiere auf deren Wachstum und Vorkommen auswirken würden. In einem Experiment beobachteten sie drei Monate lang, wie sich die Beutetiere auf Unterwasserplastikplatten ansiedelten und wuchsen. Einige waren mit Schutzkäfigen versehen, die Raubtiere fernhielten, während andere offen und ungeschützt waren. Im letzten Experiment wurden alle Unterwasserbeutetiere 10 Wochen lang in Schutzkäfigen gehalten, dann wurde die Hälfte der Beutetiergemeinschaften für zwei weitere Wochen freigelassen.
In wärmeren Gewässern hinterließ der größere Appetit der Raubtiere übergroße Spuren in der Beutegemeinschaft. In den Tropen sank die Gesamtbiomasse der Beutetiere, wenn man sie ungeschützt ließ. In den kältesten Zonen machte es jedoch fast keinen Unterschied, ob die Beute ausgesetzt oder geschützt wurde – was darauf hindeutet, dass die Raubtiere dort keine große Bedrohung darstellten.
“Aus früheren Arbeiten in Panama wussten wir, dass die Räuber in der Neotropis sehr stark sein können”, so Mark Torchin, Mitautor und Meeresökologe am Smithsonian Tropical Research Institute in Panama. “Die Zusammenarbeit mit unseren Kollegen in ganz Amerika ermöglichte es uns jedoch, die Allgemeingültigkeit dieses Befundes zu prüfen und zu bewerten, wie sich die Auswirkungen der Prädation in kälteren Umgebungen verändern.
Auch die Art der Beuteorganismen änderte sich mit dem Zugang der Raubtiere. Raubtiere aßen gerne einsame, flaschenförmige Manteltiere (“Seescheiden”), so dass diese Beute in den Tropen große Verluste erlitt, wenn sie ungeschützt blieb. In der Zwischenzeit gediehen verkrustete Moostierchen (Moostierchen”) in dem nun freien Raum, da die Fische sie weitgehend in Ruhe ließen.
Einsame Manteltiere filtern das Wasser und bieten anderen Organismen Schlupfwinkel, in denen sie sich ansiedeln können – zwei wichtige Funktionen, die Moostierchen nicht ganz so gut erfüllen. Aber sie sind nur ein Beispiel dafür, wie eine Zunahme der Raubtieraktivität die Ökosysteme verändern könnte, wenn sich kühlere Ökosysteme aufheizen.
“Wenn sich die Raubtieraktivität ändert, werden einige Arten zu den Gewinnern und andere zu den Verlierern gehören”, so Mitautor Greg Ruiz, Leiter des SERC Marine Invasions Research Lab. “Einige werden verteidigt werden, andere werden verwundbar sein. Aber wir wissen nicht genau, wie sich das entwickeln wird”.
Was in der Zwischenzeit am Äquator passieren wird – wo die Temperaturen noch stärker ansteigen könnten, als die Wissenschaftler heute sehen können – bleibt ein noch größeres Rätsel.
“Wir wissen nicht wirklich, was in den Tropen passieren könnte, weil wir keine Daten von diesen wärmeren Temperaturen haben”, sagte Ashton.
Datum: Juni 9, 2022
Quelle: Smithsonian
Journal Reference:
- Gail V. Ashton, Amy L. Freestone, J. Emmett Duffy, Mark E. Torchin, Brent J. Sewall, Brianna Tracy, Mariano Albano, Andrew H. Altieri, Luciana Altvater, Rolando Bastida-Zavala, Alejandro Bortolus, Antonio Brante, Viviana Bravo, Norah Brown, Alejandro H. Buschmann, Edward Buskey, Rosita Calderón Barrera, Brian Cheng, Rachel Collin, Ricardo Coutinho, Luis De Gracia, Gustavo M. Dias, Claudio DiBacco, Augusto A. V. Flores, Maria Angélica Haddad, Zvi Hoffman, Bruno Ibañez Erquiaga, Dean Janiak, Analí Jiménez Campeán, Inti Keith, Jean-Charles Leclerc, Orlando Pedro Lecompte-Pérez, Guilherme Ortigara Longo, Helena Matthews-Cascon, Cynthia H. McKenzie, Jessica Miller, Martín Munizaga, Lais P. D. Naval-Xavier, Sergio A. Navarrete, Carlos Otálora, Lilian A. Palomino-Alvarez, Maria Gabriela Palomo, Chris Patrick, Cormack Pegau, Sandra V. Pereda, Rosana M. Rocha, Carlos Rumbold, Carlos Sánchez, Adolfo Sanjuan-Muñoz, Carmen Schlöder, Evangelina Schwindt, Janina Seemann, Alan Shanks, Nuno Simoes, Luis Skinner, Nancy Yolimar Suárez-Mozo, Martin Thiel, Nelson Valdivia, Ximena Velez-Zuazo, Edson A. Vieira, Bruno Vildoso, Ingo S. Wehrtmann, Matt Whalen, Lynn Wilbur, Gregory M. Ruiz. Predator control of marine communities increases with temperature across 115 degrees of latitude. Science, 2022; 376 (6598): 1215 DOI: 10.1126/science.abc4916