Studie verfolgt Migrationstrends über 40 Jahre

Jedes Jahr unternehmen Millionen pazifischer Lachse am Ende ihres Lebenszyklus eine große Reise vom Meer zu ihren Laichplätzen im Süßwasser. Diese Migration hat weitreichende Auswirkungen auf die Nahrungsnetze und Ökosysteme auf dem Weg.

Unabhängig davon, ob sie sich zersetzen oder von anderen Tieren gefressen werden, liefern diese Lachse sowohl Nährstoffe als auch Schadstoffe, die sie in ihrem Körper angesammelt haben, nachdem sie den größten Teil ihres Lebens im Meer gezüchtet haben.

Ein Forscherteam von UConn, der University of South Dakota, dem US Geological Survey, Natural Resource Consultants, der University of Saskatchewan, der University of Missouri und der Regis University machte sich daran, den Transport dieser Nährstoffe und Schadstoffe sowie Trends zu untersuchen Die Lachsgemeinschaft hat sich im Laufe von 40 Jahren verändert.

Ihre Ergebnisse werden in der Zeitschrift veröffentlicht Natur.

Jess Brandt, Assistenzprofessorin am UConn College of Agriculture, Health and Natural Resources Department of Natural Resources and the Environment und am Center for Environmental Sciences and Engineering, leitete das Projekt.

Die Studie berücksichtigt die Laichwanderungen der fünf wichtigsten pazifischen Lachsarten nach Nordamerika, darunter Chinook-, Kumpel-, Koho-, Rosa- und Rotlachs. Das Forschungsteam kombinierte Schätzungen der wandernden Fischbiomasse für die 40 Jahre zwischen 1976 und 2015 mit den Nährstoff- und Schadstoffkonzentrationen im Gewebe des pazifischen Lachses aus wissenschaftlichen Studien und Berichten.

Energie und Nährstoffe, die von einem System in ein anderes gelangen und positive Auswirkungen haben, werden als ökologische Subventionen bezeichnet. Schadstoffe, die sich neben Nährstoffen bewegen, die schädliche Auswirkungen haben können, werden als „die dunkle Seite der Subventionen“ bezeichnet, sagt Brandt.

„In dieser Forschung geht es um die ‚hellen und dunklen Seiten‘ der Subventionen für pazifischen Lachs. Normalerweise untersuchen wir sie getrennt im Zusammenhang mit dem Transport durch Tiere, aber Nährstoffe und Schadstoffe gehen Hand in Hand.“

Zunächst kombinierten die Forscher die Biomasseschätzungen für jede Art mit Nährstoff- und Schadstoffkonzentrationen, um die Bewegungen dieser vom Lachs transportierten Materialien abzuschätzen. Brandt sagt, dass diese Bewegungen bisher nicht auf kontinentaler Ebene geschätzt worden seien und dass die Größenordnung der vom pazifischen Lachs transportierten Materialien überzeugend sei.

„Im Durchschnitt kehrten im 40-jährigen Zeitraum der Studie jedes Jahr schätzungsweise 119 Millionen pazifische Lachse nach Nordamerika zurück. Dies beinhaltete die Bewegung von Tausenden Tonnen Nährstoffen und Kilogramm Schadstoffen. Die Nährstoffflüsse durch pazifische Lachse.“ Wir berichten, dass sie zu den größten Flüssen gehören, die bisher für große Gruppen von Tieren geschätzt wurden, die Materialien bewegen, wenn sie in großer Zahl auftauchen, wandern oder sterben.“

Die zweite Frage, mit der sie sich befassen, ist, wie sich Veränderungen in der pazifischen Lachsgemeinschaft im Laufe der Zeit auf den Transport von Nährstoffen und Schadstoffen ausgewirkt haben.

Sie stellten fest, dass die pazifische Lachsgemeinschaft in diesem Zeitraum von 40 Jahren sowohl hinsichtlich der Biomasse als auch der Anzahl der Fische erheblich gewachsen ist. Laut Brandt war die geschätzte Menge der transportierten Nährstoffe und Schadstoffe im Jahr 2015 um 30 % höher als im Jahr 1976, und der Anstieg der Biomasse des rosa Lachses in diesem Zeitraum machte fast 80 % des beobachteten Anstiegs aus.

„Wir waren neugierig, wie sich Veränderungen in der Struktur der pazifischen Lachsgemeinschaft im Laufe der Zeit auf Veränderungen im Nährstoff- und Schadstofftransport auswirken“, sagt Brandt.

Um die Bedeutung dieser Fragen zu verstehen, ist es hilfreich, einige Aspekte des Lebens verschiedener pazifischer Lachsarten zu betrachten. Brandt sagt, dass bei der Betrachtung der Schadstoffkonzentrationen wichtig ist, wo sich eine Art in der Nahrungskette ernährt (sogenannte trophische Ebene), wie lange sie im Ozean verbringt und wie groß sie wird.

Die in dieser Studie berücksichtigten Umweltschadstoffe reichern sich in Nahrungsnetzen an und erhöhen ihre Konzentration von der Beute bis zum Raubtier, ein Prozess, der Biomagnifikation genannt wird. Dies bedeutet, dass Tiere weiter oben im Nahrungsnetz höhere Konzentrationen dieser Schadstoffe ansammeln.

Brandt weist darauf hin, dass die Schadstoffkonzentrationen im pazifischen Lachs im Vergleich zu vielen anderen Fischarten insgesamt niedrig sind. Dennoch gibt es deutliche Unterschiede im Schadstoffgehalt zwischen den pazifischen Lachsarten. Rosa Lachse ernähren sich weiter unten im Nahrungsnetz, verbringen weniger Zeit auf See und sind klein, wenn sie zu Laichplätzen zurückkehren.

Im Vergleich dazu ernähren sich Chinook-Lachse weiter oben, verbringen viele Jahre im Meer und sind die größte der pazifischen Lachsarten. Diese Unterschiede beeinflussen die Mengen an Schadstoffen, die jede Art transportiert.

„Da haben wir angefangen, über das Belastungspotenzial jeder Art nachzudenken – mit anderen Worten, wie viel von jeder Chemikalie ein Fisch trägt – und wie sich die Belastungen mit Nährstoffen und Schadstoffen vergleichen lassen. Wir haben herausgefunden, dass Fische mit höherem Trophieniveau, insbesondere Chinook-Lachs, diese tragen werden.“ relativ hohes Verhältnis von Schadstoffen zu Nährstoffen. Rosa Lachs hingegen enthält mehr Nährstoffe pro Schadstoff.

Trotz dieser Unterschiede transportierte der rosafarbene Lachs insgesamt die größten Mengen an Schadstoffen, und das führe allein schon auf die Zahlen hinaus, sagt Brandt. „Wir haben auch gefragt, welche Arten am meisten zum Nährstoff- und Schadstofftransport durch die pazifische Lachsgemeinschaft beitragen.“

„Obwohl rosa Lachse die geringsten Gewebekonzentrationen an Schadstoffen aufweisen, trägt die gesamte Gruppe der rosa Lachse den größten Anteil an den nach Nordamerika transportierten Schadstoffen bei, weil sie in der Gemeinschaft dominieren. Ihre Zahl ist gestiegen, und selbst wenn die Konzentration der Schadstoffe zugenommen hat.“ Das hat sich nicht geändert: Je mehr Fische die Schadstoffe tragen, desto mehr Schadstoffe werden übertragen.“

Schließlich betrachteten die Forscher die Kompromisse bei der gleichzeitigen Nährstoff- und Schadstoffexposition für Tiere, die Lachs fressen, einschließlich Menschen. Sie verglichen die Vorteile der Omega-3-Fettsäuren, die Menschen durch den Verzehr von Lachs erhalten, mit den Gesundheitsrisiken, die mit den in der Studie untersuchten Schadstoffen verbunden sind.

„Die Ergebnisse für jede Art zeigten, dass der Lachskonsum den Menschen einen Nettonutzen bringt“, sagt Brandt. „Wir glauben, dass dies auch einen Nettovorteil für das Ökosystem bedeutet.“

Die gemeinsame Untersuchung von Nährstoffen und Schadstoffen liefert aussagekräftige Einblicke in die Umweltauswirkungen wandernder Arten wie Lachs.

„Wir übersehen einen Teil der Geschichte, wenn wir Nährstoffe und Schadstoffe getrennt untersuchen. Wir hoffen, dass diese Studie zu zukünftigen Arbeiten führt, die sich auf wandernde Arten als Transporter von Nährstoffen und Schadstoffen und die Kompromisse zwischen den beiden Arten von Einträgen für Empfängersysteme auf großen räumlichen Skalen konzentrieren.“ „