Die Zukunft sieht nicht rosig aus für das Plankton der Polarmeere

Forschende haben die Vielfalt des Planktons unter die Lupe genommen. Und sehen eine grosse Umverteilung im Zuge des Klimawandels voraus.

Wie ein lächelnder Ausserirdischer: Preisgekröntes Mikroskopbild eines Phytoplanktons namens «Palmalean». Der Palmalean misst 3 Mikrometer (in Millionstel eines Meters) im Durchmesser und lebt in den kalten Gewässern in der Nähe des Nord- oder Südpols. (Bild: Keystone/HO, Hitachi Techno Research Center)

Wie ein lächelnder Ausserirdischer: Preisgekröntes Mikroskopbild eines Phytoplanktons namens «Palmalean». Der Palmalean misst 3 Mikrometer (in Millionstel eines Meters) im Durchmesser und lebt in den kalten Gewässern in der Nähe des Nord- oder Südpols. (Bild: Keystone/HO, Hitachi Techno Research Center)

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Das Plankton im Meer steht an der Basis der Nahrungskette, produziert Sauerstoff und bindet Kohlenstoff. Zwei neue Studien mit Beteiligung der ETH Zürich lassen vermuten, dass auf kalte Gewässer spezialisierte Organismen weniger anpassungsfähig sind als solche aus wärmeren Meeresregionen. Viele Arten des Polarmeer-Planktons dürften demnach im Zuge des Klimawandels verdrängt werden. Mit Auswirkungen auf Fischbestände und Nahrungsgrundlage des Menschen, wie die ETH am Donnerstag mitteilte.

Plankton besteht beispielsweise aus Bakterien, Viren, sowie pflanzlichen und tierischen Einzellern. Diese Mikroorganismen, die mit den Meeresströmungen durch die Weltmeere treiben, stehen an der Basis aller Nahrungsketten im Meer. Algen und Blaualgen betreiben Fotosynthese und bilden damit Sauerstoff, ausserdem binden sie Kohlenstoff und «schlucken» damit einen Teil der menschgemachten CO2-Emissionen.

35'000 Wasserproben

Um die Vielfalt des Planktons zu erforschen, umsegelte die «Tara Oceans»-Expedition von 2009 und 2013 die Welt und sammelte an 210 Stellen über alle Weltmeere hinweg rund 35'000 Wasserproben aus verschiedenen Wassertiefen. Ein internationales Forschungsteam mit Schweizer Beteiligung berichtet nun von neuen Analysen der Daten aus dieser Expedition.

In zwei Studien im Fachblatt «Cell» beschreibt das Konsortium die globale Verteilung der Artenvielfalt, sowie der genetischen Vielfalt des Planktons. Beteiligt waren auch Forschende um Shinichi Sunagawa von der ETH Zürich und dem Schweizerischen Institut für Bioinformatik (SIB).

In der einen Studie zeigen die Wissenschaftler, dass die Artenvielfalt des Planktons über die Weltmeere hinweg ungleich verteilt ist. Obwohl die Ozeane ein einziges zusammenhängendes Ökosystem bilden, nimmt die Artenvielfalt des Planktons zu den Polen hin ab.

Weniger anpassungsfähig

In der zweiten Studie untersuchten die Forschenden um Sunagawa insbesondere die Bakterien und Archaeen, die Teil des Planktons sind. Dabei stellten sie fest, dass diese Mikroben in wärmeren Gewässern über einen grösseren Genpool verfügen als jene in den Polarmeeren. Das mache sie flexibler, schrieb die ETH. Bei Bedarf könnten die Mikroben als Gemeinschaft verschiedene Gene ein- oder ausschalten und sich rasch an veränderte Bedingungen anpassen.

Weil sie artenärmer und weniger genetisch divers seien, sei es für die Mikrobengemeinschaften der kälteren Meere schwierig, ihren Stoffwechsel an höhere Wassertemperaturen anzupassen, hiess es weiter. «Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass sie stärker auf ihre spezifische Nische spezialisiert sein könnten», erklärte Sunagawa. Demnach könnten die Mikroben der kälteren Meeresregionen eines Tages von der Konkurrenz aus wärmeren Ozeanen verdrängt werden.

Ändert sich die Zusammensetzung des Planktons, ändert sich auch die Nahrungsgrundlage für Fische und letztlich auch den Menschen. Gerade die nördlichen Meere sind wichtige Fischgründe. Die Folgen der Erwärmung des Meerwassers und der damit einhergehenden Veränderungen des Planktons für das gesamte Ökosystem seien schwer absehbar, hält das Forschungskonsortium fest.

Die Wasserproben wurden zudem während einer relativ kurzen Zeitperiode von nur vier Jahren gesammelt, so dass Trends schwer abzulesen seien. Die Forschenden rufen daher zu langfristigen und interdisziplären Projekten auf, die Entwicklungen zu beobachten. (nag/sda)

Erstellt: 14.11.2019, 16:13 Uhr

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