BIOACID II – Konsortium 4: Auswirkungen der Ozeanversauerung in einem sich erwärmenden Klima auf Interaktionen zwischen den Arten an den Verteilungsgrenzen: Mechanismen und Konsequenzen auf Ökosystem-Ebene
Dr. Felix Christopher Mark, (AWI, Bremerhaven)
Lebewesen in den Polarregionen werden voraussichtlich am stärksten durch die Ozeanversauerung betroffen sein: In dem kalten Wasser löst sich mehr Kohlendioxid aus der Atmosphäre als in wärmeren Regionen. Auch kältere Körperflüssigkeiten nehmen CO2 leichter und in größeren Mengen auf. Gleichzeitig reagieren auf diesen Lebensraum spezialisierte Tierarten empfindlicher auf den Temperaturanstieg als Spezies aus den gemäßigten Breiten.
Das kältere Wasser der Arktis und Antarktis nimmt mehr Kohlendioxid aus der Atmosphäre auf als in den gemäßigten Breiten oder der Region um den Äquator. Foto: Maike Nicolai, GEOMAR
Vor diesem Hintergrund erforscht Konsortium 4, wie der Nordatlantische Bestand des Kabeljaus Gadus morhua und der Polardorsch Boreogadus saida in arktischen Gewässern über ihre Lebenszyklen hinweg nebeneinander existieren. Da der Kabeljau im Zuge des Temperaturanstiegs nach Norden gewandert ist seine Laichplätze in den Norden verschoben hat und Jungtiere häufig in der Region um Spitzbergen anzutreffen sind, entwickelt sich ein starker Wettbewerb mit dem Polardorsch. Als dominante Fischart spielt dieser derzeit eine Schlüsselrolle im arktischen Nahrungsnetz. Die Konkurrenz der beiden Fischarten wird überdies von der Nahrungsverfügbarkeit beeinflusst – sie ernähren sich von Plankton-Organismen, die viel früher auf den Klimawandel reagieren könnten als die Fische selbst.
Erste Forschungsergebnisse geben Aufschluss darüber, wie sich steigende Wassertemperaturen auf die Verbreitung und die Physiologie der beiden konkurrierenden Arten auswirken. Das Wissen darüber, ob ihre Entwicklung oder ihr Verhalten auch durch Hyperkapnie, einen erhöhten Kohlendioxidgehalt im Blut, beeinflusst werden, ist jedoch gering. Davon ausgehend, dass die beiden Arten aufgrund ihrer Herkunft unterschiedlich auf Temperaturanstieg und Ozeanversauerung reagieren und in unterschiedlichem Maße von Hyperkapnie bedroht sind, soll ermittelt werden, wie sich der Wettbewerb zwischen Polardorsch und Kabeljau in den verschiedenen Lebensphasen zukünftig gestaltet.
Die Stärke des Konsortiums liegt in seinem integrativen Ansatz über Ebenen der biologischen Organisation hinweg, vom Genom bis zum Ökosystem. Für verschiedene Laborexperimente werden Larven und Jungfische im Labor, im Freiland und in Aquakultur kultiviert, einzelne Fische werden außerdem im Meer gefangen. Messungen und Analysen sollen zeigen, inwieweit sich die beiden Arten in an wärmere Wassertemperaturen und erhöhte CO2-Konzentrationen anpassen können und ob Fitness und Körperfunktionen beeinträchtigt werden. Im Vergleich über die verschiedenen Lebensstadien hinweg soll auch die empfindlichste Phase identifiziert werden. Darüber hinaus wird untersucht, wie diese Faktoren von Nahrungsqualität und -verfügbarkeit beeinflusst werden.