Es ist schwer, die unerträgliche Hitze zu vergessen, die den Pazifischen Nordwesten Ende Juni 2021 heimsuchte. Die Temperaturen in Oregon, Washington und British Columbia stiegen auf weit über 100 Grad Fahrenheit, wobei Seattle am 28. Juni mit 108 Grad einen neuen Hitzerekord aufstellte.
Während der Hitzewelle, die auch als Hitzedom bezeichnet wird, bemerkten Wissenschaftler und Gemeindemitglieder gleichermaßen einen beunruhigenden Anstieg von sterbenden und toten Muscheln an einigen Stränden in Washington und British Columbia, sowohl in der Salish Sea als auch entlang der Außenküste. Den Beobachtern wurde schnell klar, dass sie ein noch nie dagewesenes Ereignis erlebten, und sie organisierten sich, um das Muschelsterben in Echtzeit zu dokumentieren.
Nun hat ein Team unter der Leitung der University of Washington Hunderte dieser Feldbeobachtungen zusammengetragen und analysiert, um den ersten umfassenden Bericht über die Auswirkungen der Hitzewelle von 2021 auf Muscheln zu erstellen. Die Forscher fanden heraus, dass viele Muscheln Opfer eines „perfekten Sturms“ von Faktoren wurden, die zu einem weit verbreiteten Sterben beitrugen: Die niedrigsten Niedrigwasserstände des Jahres traten während der heißesten Tage des Jahres auf – und zu den wärmsten Tageszeiten. Die Ergebnisse wurden am 20. Juni online in der Zeitschrift Ecology veröffentlicht.
„Man hätte sich wirklich kein schlimmeres Szenario für Gezeitenorganismen ausdenken können“, sagte der Hauptautor Wendel Raymond, ein Forscher der UW Friday Harbor Laboratories. „Diese Analyse hat uns ein wirklich gutes allgemeines Bild der Auswirkungen der Hitzewelle auf die Muscheln vermittelt, aber wir wissen, dass dies nicht einmal die ganze Geschichte ist.
Das Forschungsteam nutzte die bestehende Zusammenarbeit zwischen Stämmen, Landes- und Bundesbehörden, Hochschulen und gemeinnützigen Organisationen. Sie entwickelten eine einfache Umfrage und ein fünfstufiges Bewertungssystem (1 = viel schlechter als normal bis 5 = viel besser als normal) und baten die Teilnehmer, ihre Kenntnisse über eine Art an diesem Ort zu bewerten. Insgesamt sammelten sie 203 Beobachtungen an 108 verschiedenen Orten, von Zentral-British Columbia bis hinunter zur Willapa Bay in Washington.
„Die Stärke dieser Studie und was sie wirklich hervorhebt, ist der Wert des lokalen Wissens und auch die Bedeutung des Verständnisses der Naturgeschichte“, sagte Mitautor P. Sean McDonald, ein außerordentlicher UW-Professor für Umweltstudien und Wasser- und Fischereiwissenschaften. „Dies ist der erste Schritt und eine Momentaufnahme dessen, was die Muscheln an den Stränden während der Hitzewelle erlebt haben“.
Die Forscher fanden heraus, dass die Ökologie jeder Art zu ihrem allgemeinen Erfolg oder Misserfolg beim Überleben der extremen Hitze beitrug. So ging es beispielsweise einigen Muscheln, die sich von Natur aus tief unter der Wasseroberfläche eingraben, wie den Buttermuscheln, in der Regel besser als denjenigen, die normalerweise die Ebbe knapp unter der Sandoberfläche überstehen, wie den Herzmuscheln.
Die Forscher fanden auch heraus, dass der Standort eine Rolle spielt. Muscheln an der Außenküste erlebten die Ebbe etwa vier Stunden früher als Muscheln an Stränden im Landesinneren. Bei den Muscheln im Landesinneren trat die Ebbe – oder der Zeitpunkt, an dem die meisten Muscheln ausgesetzt waren – um die Mittagszeit ein, wenn die Sonne direkt über ihnen stand.
Außerdem waren die Lufttemperaturen im Landesinneren viel höher als an der Außenküste, was die Populationen im Landesinneren stärker belastete. Kalifornische Miesmuscheln zum Beispiel, die fast ausschließlich an der Außenküste vorkommen, überlebten die Hitze größtenteils, während die Miesmuscheln, die an den Küsten im Landesinneren vorkommen, eher an der Hitze starben. Die größere Wasserbewegung und Wellenbewegung an der Außenküste trug wahrscheinlich auch dazu bei, die Auswirkungen der Hitze auf die Muscheln an diesen Stränden zu verringern.
„Der Zeitpunkt der Ebbe bestimmt mit, wann und wo Organismen dem Hitzestress ausgesetzt sind, und kann das Verhalten und die Verbreitung strukturieren. In diesem Fall hatten die Organismen an Orten, die bereits zur heißesten Tageszeit der Luft ausgesetzt sind, das Pech, dass die Temperaturen so stark anstiegen“, so Mitautorin Hilary Hayford, Habitat Research Director beim Puget Sound Restoration Fund.
Viele Muscheln neigen nicht dazu, sich an einem bestimmten Strand viel zu bewegen, so dass der Ort, an dem sie von Natur aus in der Gezeitenzone leben, ebenfalls zu ihrem Erfolg oder Misserfolg beitrug, fanden die Forscher heraus. So waren beispielsweise Eichelkrebse, die höher am Strand leben, im Allgemeinen stärker betroffen als Venusmuscheln und Austern, die tiefer am Strand liegen und eher unter Wasser bleiben.
„Obwohl dieses Ereignis negative Auswirkungen auf die Meeresfauna und -flora hatte, lässt sich aus dieser Arbeit Hoffnung schöpfen. Nicht alle Orte und Arten waren gleich stark betroffen, was Hinweise auf künftige Möglichkeiten der Widerstandsfähigkeit gibt“, sagte Mitautorin Annie Raymond, Muschelbiologin beim Jamestown S’Klallam Tribe.
Vielleicht am überraschendsten war, dass die Forscher interessante Muster bei den Überlebensraten der Muscheln am selben Strand feststellten. An einigen Stellen überlebten die Muscheln im Bereich des Süßwasserabflusses an einem Strandabschnitt, während andere nur wenige Kilometer entfernt verendeten. Wenn ein Baum über einem Teil des Strandes hing und den Sand beschattete, überlebten diese Muscheln im Allgemeinen, während andere nicht überlebten. Die Mitautorin Julie Barber, leitende Muschelbiologin bei der Swinomish Indian Tribal Community, erinnert sich, wie sie diese Muster sah, als sie an den Stränden der Skagit Bay spazieren ging und an manchen Stellen von toten Herzmuscheln in alle Richtungen umgeben war.
„Es war ziemlich beunruhigend, und ich habe so etwas noch nie gesehen“, sagte Barber. Sie erinnert sich, wie sie mit Kollegen aus der ganzen Region E-Mails austauschte, als diese ein ähnliches Massensterben an ihren lokalen Stränden bemerkten, und dann feststellte, dass sie dringend koordinieren und dokumentieren mussten, was geschah.
„Diese Aktion war ein schönes Beispiel dafür, wie Mitarbeiter für ein gemeinsames Ziel zusammenkommen können – in unserem Fall ging es darum, zu verstehen, was mit diesen Muscheln passiert ist“, so Barber.
Da die Hitzewelle in den Zeitraum fiel, in dem sich viele Muscheln fortpflanzen, könnte das Massensterben diese Populationen mindestens mehrere Jahre lang beeinträchtigen, was die Notwendigkeit einer langfristigen Überwachung unterstreicht, so die Forscher. Und da der Klimawandel weiterhin zu häufigeren extremen Hitzeereignissen führt, könnte ein Muschelsterben wie das des letzten Sommers immer mehr zur Realität werden.
„Die Stammesgemeinschaft der Swinomish-Indianer ist stolz darauf, eine führende Rolle bei dieser wichtigen wissenschaftlichen Untersuchung zu spielen, die in Echtzeit die verheerenden Auswirkungen der beispiellosen Hitzewelle des letzten Sommers auf unsere Muschelbestände untersucht hat. Schalentiere sind ein vorrangiges Nahrungsmittel, auf das unsere Stammesgemeinschaft für ihre spirituelle und existenzielle Ernährung angewiesen ist. Das extreme Wetterereignis des letzten Sommers hat uns gezeigt, dass wir schneller handeln müssen, um die Klimaresilienz für die langfristige Gesundheit und das Wohlergehen unserer Gemeinschaft zu gewährleisten“, sagte Steve Edwards, Vorsitzender des Swinomish-Stammes.
„Sobald sich die Auswirkungen der Hitzewelle bemerkbar machten, kam es zu einer erstaunlichen Zusammenarbeit zwischen Managern und Wissenschaftlern, die schnell reagierten und Informationen sammelten“, sagte Camille Speck, Mitautorin der Studie und Managerin für Muscheln im Puget Sound beim Washington Department of Fish and Wildlife. „Wir haben noch so viel über die Auswirkungen der Hitzewelle auf die Meeresökosysteme der Salish Sea zu lernen, und wir müssen als Manager noch mehr tun, um uns auf die nächste Hitzewelle vorzubereiten und fundierte Antworten zu entwickeln. Diese Gespräche finden jetzt statt, und wir hoffen, dass wir auf die nächsten Ereignisse besser vorbereitet sein werden.
Weitere Co-Autoren sind Megan Dethier von der UW, Teri King vom UW-basierten Washington Sea Grant, Christopher Harley von der University of British Columbia, Blair Paul vom Skokomish Indian Tribe und Elizabeth Tobin vom Jamestown S’Klallam Tribe. Mehr als zwei Dutzend Personen haben Daten zu diesem Projekt beigetragen.
Die Analyse wurde von Washington Sea Grant finanziert, wobei Daten von Stämmen, Landes- und Bundesbehörden, akademischen Einrichtungen und gemeinnützigen Organisationen beigesteuert wurden.
Datum: Juni 21, 2022
Quelle: Universität von Washington
Journal Reference:
- Wendel W. Raymond, Julie S. Barber, Megan N. Dethier, Hilary A. Hayford, Christopher D. G. Harley, Teri L. King, Blair Paul, Camille A. Speck, Elizabeth D. Tobin, Ann E. T. Raymond, P. Sean McDonald. Assessment of the impacts of an unprecedented heatwave on intertidal shellfish of the Salish Sea. Ecology, 2022; DOI: 10.1002/ecy.3798