Forscher der Bundesuniversität von São Paulo (UNIFESP) und der Universität von São Paulo (USP) haben zum ersten Mal die vertikalen Grenzen der Meeresumwelt im Südwestatlantik, der Region, die die Offshore- und Küstenzonen der Atlantikseite Südamerikas umfasst, genau bestimmt.
Über die Studie wird in einem Artikel berichtet veröffentlicht im Journal Marine Umweltforschung.
Das wichtigste Ergebnis ist die obere Grenze der mesophotischen Zone, der „mittleren Lichtregion“ zwischen der hell erleuchteten Meeresoberfläche und den dunkelsten Tiefen. Die untere Grenze der mesophotischen Zone ist die weiteste Grenze, in die das Sonnenlicht in den Ozean eindringen kann.
Frühere Untersuchungen hatten die Obergrenze dieser Zone auf eine Tiefe von 30 m festgelegt. Die von den Autoren durchgeführten Messungen der Lichteindringung und der Fischbestände ergaben jedoch, dass sie in der subtropischen Küstenregion in einer Tiefe zwischen 15 und 18 m liegt.
„Neben der Lichtmenge, die in dieser Tiefe nur 10 % der Lichteinstrahlung an der Oberfläche beträgt, haben wir unterschiedliche Fischarten sowie Arten entdeckt, die zwischen der flachen und der mesophotischen Zone zirkulieren“, sagte Maisha Gragnolati, Erstautorin des Artikels. Die Studie wurde durchgeführt, während sie für einen Master-Abschluss in Biodiversität und Meeres- und Küstenökologie am Institut für Meereswissenschaften (IMAR-UNIFESP) in Santos (Bundesstaat São Paulo, Brasilien) forschte.
Die Lücke zwischen der in der wissenschaftlichen Literatur weit verbreiteten klassischen Definition (30 m) und ihren Ergebnissen (18 m) ist den Forschern zufolge auf die Tatsache zurückzuführen, dass die meisten bislang veröffentlichten Studien in tropischen Regionen oberhalb des südlichen Wendekreises durchgeführt wurden, während der Südwestatlantik überwiegend subtropisch ist (unterhalb dieser Linie).
„Ein weiterer wichtiger Punkt ist, dass sich Studien normalerweise auf Korallenriffe konzentrieren, Felsriffe jedoch in subtropischen Regionen weitaus häufiger vorkommen und ganz andere Wechselwirkungen mit Licht und den dort lebenden Organismen aufweisen“, sagte Fábio Motta, Letztautor des Artikels und Professor an der UNIFESP, der dem dortigen Labor für Meeresökologie und -schutz (LabecMar) angeschlossen ist.
Die Studie war Teil des Projekts „Angewandte Wissenschaft im Bereich öffentliches Nutzungsmanagement und Wissensgrenzen von Meeresschutzgebieten: von der Erfahrung der Besucher bis zur Artenvielfalt subtropischer mesophotischer Riffe“, dessen Hauptforscher Motta war.
Küste von São Paulo
Im Rahmen der Studie maßen die Forscher Temperatur, Tiefe und Lichteinfall und führten eine Bestandsaufnahme von Landformen und Fischarten rund um Inseln in drei Meeresschutzgebieten des Bundesstaates São Paulo durch: dem Laje de Santos State Park, dem Central Coast Marine Environmental Protection Area und der Tupiniquins Ecological Station. Sie analysierten insgesamt 12 Felsriffe.
An den Probenahmestellen verwendeten die Forscher BRUVs (mit Ködern versehene ferngesteuerte Unterwasser-Videostationen mit wasserdichten Kameras auf Stativen, einer Lampe und einem langen Arm, der ein Stück Sardine als Köder hält), um Fischansammlungen in flachen und mesophotischen Lebensräumen in Tiefen zwischen 6 und 43 Metern zu untersuchen.
Sie filmten eine Stunde lang und zeichneten Wassertemperatur, Tiefe und nahe gelegene Landformen auf. Die Lichtdurchdringung wurde anhand einer internationalen Ozeandatenbank geschätzt. Diese Daten und die identifizierten Fischarten halfen dabei, die Obergrenze der mesophotischen Zone zu bestimmen, die nur von 10 % des einfallenden Lichts an der Meeresoberfläche erreicht wird.
„Die Lichtdurchdringung wirkt sich direkt auf die Primärproduktion aus, so dass es weniger Organismen gibt, die Licht für die Photosynthese benötigen [i.e. plants]. Wie erwartet wurden in dieser Region keine pflanzenfressenden Fische gefunden“, sagte Gragnolati.
Sie analysierten die Videos mit einer Software zur Identifizierung der Fischarten und nutzten die Bilder außerdem, um die Fische zu zählen und zu messen, ihre relative Häufigkeit zu schätzen und die Biomasse in dem Gebiet zu quantifizieren.
Die Arten wurden nach ihrer Ernährung (Fleischfresser, Pflanzenfresser oder Allesfresser) und danach klassifiziert, ob sie in der Region gefischt wurden. Der Unterschied in der Artenvielfalt zwischen der mesophotischen Zone und der flachen Zone betrug 73 %. Eine Gruppe von acht Arten machte die Hälfte des Unterschieds zwischen den beiden Zonen aus.
In der mesophotischen Zone waren der Rote Meerbrasse (Pagrus pagrus) und der Sandbarsch (Diplectrum formosum) die am häufigsten beobachteten Arten, während in der Flachzone der Tomtate-Grunzer (Haemulon aurolineatum) die am häufigsten nachgewiesene Art war.
„Die Studie belegte auch die ökologischen Auswirkungen eines vollständigen Schutzes von Meeresschutzgebieten, in denen das Fischen verboten ist. Der Laje de Santos State Park beispielsweise wies eine 2,5-mal höhere Artenvielfalt und eine achtmal höhere Zielartenbiomasse auf als Gebiete, in denen das Fischen erlaubt ist“, sagte Motta.
Die Küste von São Paulo ist die Region mit den meisten Meeresschutzgebieten in Brasilien – 53,7 % der Region sind mehr oder weniger geschützt –, doch die Zahl der vom Aussterben bedrohten Meeresarten ist auch die höchste des Landes. In nur 5,7 % der Region ist das Fischen verboten.
Mehr Informationen:
Maisha Gragnolati et al., Vertikale Struktur von Rifffischpopulationen und Lichtdurchdringung enthüllen neue Grenzen mesophotischer Ökosysteme im subtropischen südwestlichen Atlantik, Marine Umweltforschung (2024). DOI: 10.1016/j.marenvres.2024.106527