Meereisalgen, auf die arktische Tiere angewiesen sind, die durch den Klimawandel bedroht sind

Meereisalgen sind eine wesentliche Ressource für das Überleben vieler Arten, die in der Arktis leben.

Spuren von Eisalgen wurden in vielen Tiergruppen gefunden, von winzigen filterfressenden Garnelen bis hin zu großen Raubtieren wie Walen, was die entscheidende Bedeutung von Algen und dem Meereis, auf dem sie wachsen, für das empfindliche arktische Ökosystem aufzeigt.

Die Arktis, die mehrere Monate im Jahr in ständige Dunkelheit getaucht ist, ist eine raue Umgebung, in der nur diejenigen überleben können, die an die extremen Bedingungen angepasst sind.

Wenn im zeitigen Frühjahr endlich für einige Monate das Sonnenlicht in die Region zurückkehrt, erscheinen auf dem Grund des Meereises weite Flächen mit Algenblüten.

Arktische Meereisalgen gehören zu den am besten angepassten Organismen auf dem Planeten, um bei schlechten Lichtverhältnissen Photosynthese zu betreiben, wodurch sie an Orten überleben können, an denen wenig anderes wachsen kann.

Eine neue Studie veröffentlicht in Naturkommunikation hat nun untersucht, inwieweit Tiere in der Arktis auf die Algen als Nahrungsquelle angewiesen sind, da ihr Rückgang kaskadenartige Auswirkungen auf die arktischen Nahrungsnetze haben könnte.

Zu diesem Zweck nahmen die Forscher Proben von 2.300 Tieren aus 155 Arten, darunter Wirbellose, Fische, Seevögel und Meeressäuger, die in den arktischen Regalen gesammelt wurden. Sie testeten diese Proben auf ein einzigartiges Molekül, das von den Algen produziert wird, um sein Vorhandensein in der gesamten Nahrungskette zu verfolgen.

Sie fanden Spuren der Algen in 96 % der untersuchten Organismen und fanden trotz der nur in den Frühlingsmonaten auftretenden Algenblüte Spuren in ganzjährig von Januar bis Dezember gesammelten Arten.

Dr. Chelsea Koch, Wissenschaftlerin am Museum und Hauptautorin der Studie, sagt: „Trotz der Meereis-Algenblüte, die nur während dieses begrenzten Fensters im frühen Frühling auftritt, hat sie ziemlich weitreichende Auswirkungen.“

„Ein Großteil der Algen wird auf dem Meeresboden gespeichert, denn wenn das Meereis jedes Jahr zu schmelzen und auseinanderzubrechen beginnt, werden die Algen in die Wassersäule freigesetzt und sinken ohne großen Abbau schnell ab.“

Es gibt verschiedene Tiergemeinschaften wie Schwämme, Krebse und Würmer, die auf dem Meeresboden leben und sich das ganze Jahr über direkt von dieser Ressource ernähren können. Andere Tiere, wie tauchende Seevögel, Walrosse und Robben, fressen dann diese Tiere und sorgen für diesen ganzjährigen Transfer von Meereis-Kohlenstoff in das Nahrungsnetz, um das Ökosystem zu befeuern.

„Wir denken, dass dies eine Möglichkeit sein könnte, wie arktische Umgebungen gedeihen können, obwohl sie mehrere Monate lang wenig bis gar kein Sonnenlicht und keine Produktivität haben“, erklärt Chelsea. „Diese Eisalgenreserven stehen zur Verfügung, um die Dinge am Laufen zu halten.“

Wie wurden Spuren von Algen bei Tieren nachgewiesen?

Arktische Meereisalgen bestehen hauptsächlich aus Diatomeen, die photosynthetisierende Algen sind, die in fast jeder aquatischen Umgebung vorkommen. Bestimmte Kieselalgenarten produzieren eine Art von Lipid, das als hochverzweigte Isoprenoide (HBIs) bezeichnet wird.

Die Forscher fanden heraus, dass HBIs nicht nur im Gewebe von Tieren vorkommen, die die Algen gefressen haben, sondern auch in Tieren, die diese Tiere gefressen haben. Daher könnten diese Lipide als Biomarker verwendet werden, um ihre Anwesenheit in Arten im gesamten Nahrungsnetz zu verfolgen.

Zwischen 1982 und 2019 gesammelte Tiere wurden auf diese HBIs getestet. Ältere Proben wurden aus gefrorenen Proben in Museumssammlungen oder anderen Verwaltungsorganisationen und Gemeinden gewonnen, wo der Biomarker noch aus Geweben extrahiert werden konnte.

Das Forschungsteam stellte fest, dass die Algen das ganze Jahr über für die meisten Arten im arktischen Nahrungsnetz unerlässlich waren.

„Es war überraschend, es so weit verbreitet zu sehen und nur die Weite davon auf diese Weise präsentiert zu sehen“, sagt Chelsea.

„Andere Methoden wurden verwendet, um Meereisalgen zu untersuchen, die größtenteils mit unseren Ergebnissen übereinstimmen. Dies fügt also einen weiteren Beweis hinzu, der zeigt, dass sie für die Nahrungsnetze der arktischen Meere wichtig sind.“

Was wird in Zukunft mit Meereisalgen passieren?

Die Klimakrise treibt einen rasanten Wandel in der Arktis voran. Aktuelle Prognosen zeigen, dass das Meereis deutlich zurückgehen wird, wobei saisonale Perioden eines eisfreien Arktischen Ozeans noch in diesem Jahrhundert wahrscheinlich sind.

Beobachtungen der letzten Jahrzehnte haben gezeigt, dass das Meereis bereits dünner wird. Während dies zunächst den potenziellen Lebensraum für Meereisalgenwachstum kurzfristig verbessern wird, da mehr Licht in das Eis eindringen kann, könnten Änderungen in der Verteilung des Meereises Probleme verursachen. Viele Organismen auf dem Meeresboden, die die herabfallenden Algen fressen, sind relativ unbeweglich und werden sich wahrscheinlich nicht schnell genug in neue eisbedeckte Gebiete bewegen.

Da das Meereis schnell schmilzt, könnten wir langfristig weniger Algenblüten auf flachen Schelfsystemen in der Arktis sehen. Daher wird der Verlust von Meereis wahrscheinlich Kaskadeneffekte innerhalb des Nahrungsnetzes haben und die Ressourcen der Küstenökosysteme beeinträchtigen, auf die die indigenen Völker angewiesen sind.

Die Forscher stellten auch fest, wie unterschiedliche Populationen von Arten auf unterschiedliche Weise beeinflusst werden könnten.

„Für diese Studie haben mehrere Forscher Datensätze beigesteuert und wir haben uns alles im Großen und Ganzen angesehen. Es gab jedoch viele interessante Nuancen, die innerhalb bestimmter Arten zum Vorschein kamen“, erklärt Chelsea.

„Zum Beispiel haben wir eine Population von Beluga-Walen mit höherem Meereis-Kohlenstoffgehalt und eine mit niedrigerem Meereis-Kohlenstoffgehalt gesehen.

„Wir haben auch ähnliche Muster gesehen, als wir uns die Unterarten der pazifischen Walrosse und der atlantischen Walrosse ansahen. Diese Populationen haben das ganze Jahr über ein unterschiedliches Migrationsverhalten und eine unterschiedliche Nähe zum Meereis, daher haben wir entsprechende Unterschiede in ihren Meereis-Kohlenstoffwerten festgestellt.“

„Es wirft weitere Fragen auf, die innerhalb dieser Daten untersucht werden müssen, was auf einer Arten- oder Populationsebene passieren könnte und wie ihre Lebenszyklen an einem Ort vom Meereis abhängen könnten, an einem anderen jedoch nicht so sehr.“

Diese Geschichte wird mit freundlicher Genehmigung des Natural History Museum neu veröffentlicht. Lesen Sie die Originalgeschichte Hier