Sechs Jahre nach „dem Blob“ im Santa-Barbara-Kanal finden Forscher anhaltende Auswirkungen im Seetangwald

Die küstennahen Felsriffe des Santa Barbara Channel sind dynamische Orte mit Populationen von Fischen, Mollusken, Algen und anderen Meereslebewesen, die sich als Reaktion auf Strömungen, Stürme und eine Vielzahl anderer Bedingungen verändern. Sie nehmen zu und ab und kehren typischerweise zu einer Art Grundzusammensetzung zurück – einer Art Standarddemografie – nachdem Unruhen die Nachbarschaft vorübergehend gestört haben, und klingen dann ab.

Aber es gibt ein Ereignis in der jüngeren Geschichte, das noch immer zu spüren ist: eine extreme Meereshitzewelle, die vor einigen Jahren durch den Pazifischen Ozean rollte. Mit dem Spitznamen „The Blob“ bestand es aus ungewöhnlich warmen Temperaturen, die das Wasser im Kanal von 2014 bis 2016 bedeckten. Der Blob verwüstete Riffbewohner, insbesondere sessile Wirbellose – Filtrierer, die an den felsigen Riffen in Küstennähe haften, wie Anemonen, Röhrenwürmer und Muscheln.

„Als sessile Tiere sind die meisten Arten als Erwachsene dauerhaft an das Substrat gebunden“, sagte Kristen Michaud, Doktorandin an der UC Santa Barbara, Hauptautorin eines Artikels, der im veröffentlicht wird Natur Tagebuch Kommunikationsbiologie. „Sie können nicht nach alternativen Nahrungsquellen suchen und sind in hohem Maße auf die Lieferung von Plankton angewiesen.“

Sechs Jahre später hat sich die Zahl dieser Kreaturen wieder erholt, aber ein genauerer Blick zeigt, dass sich die Struktur dieser Populationen verändert hat – ein Indikator für die Auswirkungen der globalen Erwärmung auf die Küstenmeere.

Ein „perfekter Sturm“

Meereshitzewellen im Santa-Barbara-Kanal sind keine Seltenheit.

„Sie werden in der Regel mit El Niño-Ereignissen in Verbindung gebracht“, sagte Dan Reed, ein Küstenökologe und Mitautor der Studie. Während dieser Ereignisse steigen die Oberflächentemperaturen über dem Pazifischen Ozean um einige Grad und der typische Auftrieb von nährstoffreichem kaltem Wasser aus der Tiefe wird unterdrückt. Dies wirkt sich auf die Fülle von Phytoplankton in den Oberflächengewässern aus, die auf diese Nährstoffe angewiesen sind, und damit auf die vielen Meeresbewohner, die auf das Plankton als Nahrung angewiesen sind. Im Kanal kommen El Niños in der Regel mit großen Winterstürmen, die Seetang ausreißen und den felsigen Meeresboden durchkämmen. Diese Ereignisse sind zerstörerisch, aber ein normaler Teil des Lebens in den Seetangwäldern des Ärmelkanals – den Standorten des Santa Barbara Coastal Long-Term Ecological Research (SBC LTER)-Projekts der UCSB.

„Was am Blob wirklich anders war, war, dass wir 2014 und 2015 all dieses warme Wasser bekamen, aber ohne den Wellengang“, sagte Reed. Dies machte es einfacher, die Auswirkungen erhöhter Temperaturen auf die Kelp-Waldgemeinschaft ohne die erschwerenden Faktoren von Sturm- und Wellenbewegungen herauszufinden, erklärte er.

„Der Blob ist genau die Art von Veranstaltung, die zeigt, warum langfristige Forschung so wertvoll ist“, sagte Bob Miller, Hauptforscher am SBC LTER und Mitautor des Papiers. „Wenn wir auf ein solches Ereignis mit neuen Forschungsergebnissen reagieren müssten, wüssten wir nie, was der wahre Effekt war. Da SBC LTER daran arbeitet, zu untersuchen, wie sich die Veränderungen in der Umwelt auf Küstenmeeresökosysteme auswirken, sind wir perfekt positioniert, um dies zu untersuchen beispiellose Ereignisse wie dieses.“

Laut Michaud war die anomale Hitzewelle ein „perfekter Sturm“ für die Filtrierer. Dies führte nicht nur zu einem verringerten Nahrungsangebot, sondern kurbelte auch den Stoffwechsel der Kreaturen an, was dazu führte, dass sie mit steigenden Temperaturen mehr Nahrung benötigten. Infolgedessen ging die durchschnittliche Bedeckung mit ortsfesten Wirbellosen an den Studienstandorten im Jahr 2015 um 71 % zurück.

Bei den Filtrierern gab es Gewinner und Verlierer.

„Die Tiergruppen, die zumindest während der warmen Periode die Gewinner zu sein schienen, waren langlebigere Arten wie Muscheln und Seeanemonen“, sagte Michaud und erklärte, dass diese Arten Eigenschaften und Fütterungsstrategien haben könnten, die ihnen das Überleben ermöglichen Zeiten von Stress und geringer Nahrungsverfügbarkeit. Die anfälligeren Wirbellosen waren die schnell wachsenden und kurzlebigeren Arten wie Seescheiden, Schwämme und Bryozoen – zusammengesetzte Organismen, die aus wenigen bis vielen winzigen, spezialisierten Individuen bestehen.

„Aber nach dem Blob ist die Geschichte etwas anders“, sagte Michaud. „Die Bryozoen-Bedeckung nahm ziemlich schnell zu, und es gibt zwei Arten von invasiven Bryozoen, die jetzt viel häufiger vorkommen.“

Der Studie zufolge sind die Art Watersipora subatra, ein neuer Eindringling, und die seit langem etablierte Bugula neritina nach dem Blob im Ärmelkanal jetzt häufiger anzutreffen. Es könnte mehrere Gründe für die neue Dominanz dieser Arten geben, sagte Michaud, wie eine größere Toleranz gegenüber wärmeren Temperaturen im Vergleich zu den Einheimischen und eine aggressivere Konkurrenz um den Weltraum gegen eine geringere Anzahl einheimischer Bryozoen. Die Algenwälder, die überraschend widerstandsfähig gegen die Hitze im Santa-Barbara-Kanal waren, könnten auch bei der Suche der Bryozoen-Eindringlinge nach Weltraum geholfen haben, indem sie konkurrierende Algen im Unterholz abschirmten.

Darüber hinaus fanden Michaud und ihre Kollegen heraus, dass eine einheimische sessile Gastropode namens Thylacodes squamigerous oder „schuppige Wurmschnecke“ seit dem Ausbruch des Blobs in ihrer Häufigkeit erheblich zugenommen hat. Mit einem südlichen Verbreitungsgebiet, das sich über Baja California hinaus erstreckt, vermuten die Forscher, dass das Tier Anpassungen an warme Temperaturen haben könnte, die es robust gegenüber dem Blob machten. Seine Fähigkeit, auf alternative Nahrungsquellen wie Kelp-Detritus umzusteigen, hätte ihm in den mageren Jahren des Phytoplanktons einen Vorteil verschaffen können.

Die Umgestaltung der sessilen wirbellosen Populationen nach dem Blob gehört zu den vielen Veränderungen in den Kelpwäldern, auf die sich Michaud, Miller, Reed und Kollegen vom SBC LTER konzentriert haben, insbesondere im Hinblick auf den Klimawandel.

„Nichts in diesem System ist dauerhaft“, sagte Reed. „Die Dinge schwanken in der Größenordnung von Monaten, andere Dinge in der Größenordnung von Jahren.“ Mit den jahrzehntelangen kontinuierlichen Daten, die an den Studienstandorten des LTER gesammelt wurden, können Wissenschaftler auf Veränderungen achten, die andernfalls jetzt unbemerkt bleiben würden, aber in Zukunft zu tiefgreifenderen Auswirkungen führen könnten.

Die Hitze des Blobs mag im Kanal nachgelassen haben, aber die Forscher gehen davon aus, dass sich die Veränderungen fortsetzen werden, so Miller, der mögliche Auswirkungen auf das lokale Nahrungsnetz im Auge hat, insbesondere bei Tieren wie Surfperch, die nach sitzenden suchen Wirbellose im Kelpwald.

„Dieses Muster in der Gemeinschaftsstruktur hat die gesamte Zeit nach dem Blob überdauert“, fügte Michaud hinzu, „was darauf hindeutet, dass dies eher eine langfristige Verschiebung in der Ansammlung benthischer Tiere sein könnte – diese Gemeinschaften können sich nach unserer Erfahrung weiter verändern mehr marine Hitzewellen und anhaltende Erwärmung.“