In wärmeren Gewässern verstärkt sich die Raubtierhaltung der Meere; könnte Meeresgemeinschaften im Zuge des Klimawandels umgestalten

Ein heißerer Ozean ist ein hungrigerer Ozean – zumindest was Fischräuber betrifft. In einer neuen Feldstudie, die am 9. Juni online veröffentlicht wurde Wissenschaftentdeckten Smithsonian-Wissenschaftler bei höheren Temperaturen Auswirkungen von Raubtieren in den Gipfeln des Atlantiks und des Pazifiks. Die Auswirkungen kaskadieren nach unten, um anderes Leben im Ozean zu transformieren, und stören möglicherweise Gleichgewichte, die seit Jahrtausenden bestehen.

„Es hat Tausende von Jahren gedauert, um diesen Zustand zu erreichen, und dann erhöhen wir plötzlich die Temperatur mit einer viel höheren Geschwindigkeit“, sagte Gail Ashton, Hauptautorin des Berichts und Meeresbiologin beim Smithsonian Environmental Research Center (SERC). . „Und wir kennen die Auswirkungen dieses Temperaturanstiegs nicht wirklich.“

Frühere Forschungen haben angedeutet, dass Raubtiere in den Tropen aktiver sind, da höhere Temperaturen dazu neigen, den Stoffwechsel der Tiere anzukurbeln. Aber empirische Beweise aus kleineren Studien waren widersprüchlich. Und nur wenige Studien versuchten, die zentrale Frage zu beantworten, wie Beutegemeinschaften auf den erhöhten Druck reagieren, der vorwegnehmen könnte, wie ein wärmerer Ozean der Zukunft aussehen wird.

„Wärmere Gewässer begünstigen tendenziell Tiere, die hoch in der Nahrungskette stehen, die aktiver werden und mehr Nahrung benötigen – und es ist ihre Beute, die für diese erhöhte Aktivität bezahlt“, sagte Co-Autor Emmett Duffy, Direktor des Netzwerks des Marine Global Earth Observatory von Smithsonian (MarineGEO). „Dies deutet darauf hin, dass die Erwärmung der Meere große Veränderungen im Leben empfindlicher Lebensräume am Meeresboden bewirken könnte.“

Verfolgung von Raubtieren von Pol zu Pol

Die neue Studie erzielte eine der bisher größten Ansichten. Ein internationales Team unter der Leitung von Smithsonian und der Temple University koordinierte Partner an 36 Standorten entlang der Atlantik- und Pazifikküste Amerikas. Die Standorte erstreckten sich von Alaska im Norden bis Feuerland an der Spitze Südamerikas. An jedem Standort führten die Forscher die gleichen drei Experimente mit Raubtieren und Beute durch.

Für das erste Experiment verfolgten sie die gesamte Raubtieraktivität mit „Squid Pops“. Die von Duffy und dem MarineGEO-Team entworfenen Squid Pops ähneln Cake Pops in Cafés. Wissenschaftler befestigen ein Stück getrockneten Tintenfisch, ein überall verwendbarer Standardköder, an einem Pflock und lassen es unter Wasser, um Fische anzulocken. Nach einer Stunde überprüften die Wissenschaftler, wie viele Tintenfisch-Pops verschlungen worden waren. Die Ergebnisse bestätigten ihre Vermutung: An wärmeren Standorten war die Prädation intensiver; in kälteren Gewässern (unter 68 Grad F) fiel die Prädation auf nahezu Null.

„Diese Temperaturschwelle stellt einen ökologischen Wendepunkt in diesen marinen Küstenökosystemen dar, oberhalb dessen die Prädationsintensität zunimmt“, sagte Amy Freestone, Co-Autorin und außerordentliche Professorin für Biologie an Tempel-Universität. „Mit dem Klimawandel werden mehr Küstengewässer diesen Wendepunkt überschreiten oder sich noch weiter erwärmen, was die Funktionsweise dieser Ökosysteme grundlegend verändert.“

Leben in einem reißenden Meer

Aber das beantwortete nicht die dringendere Frage: Was bedeutet ein heißerer, hungrigerer Ozean für den Rest des Lebens im Nahrungsnetz?

Dafür wandten sich die Forscher ihren letzten beiden Experimenten zu. Sie betrachteten die stationären wirbellosen Unterwassertiere, an denen sich Fische gerne ernähren, wie Manteltiere und Bryozoen, um zu sehen, wie Raubtiere ihr Wachstum und ihren Überfluss beeinflussen würden. In einem Experiment beobachteten sie drei Monate lang, wie sich die Beute auf Unterwasser-Plastikplatten ansiedelte und wuchs. Einige hatten Schutzkäfige, die Raubtiere fernhielten, während andere offen und verwundbar blieben. Im letzten Experiment stellten sie Schutzkäfige herum alle die Unterwasserbeute für 10 Wochen und dann die Hälfte der Beutegemeinschaften für zwei weitere Wochen aus dem Käfig.

In heißeren Gewässern hinterließ der unersättliche Appetit der Raubtiere übergroße Spuren in der Beutegemeinschaft. Die gesamte Beutebiomasse stürzte in den Tropen ab, wenn die Beute ungeschützt gelassen wurde. Aber in den kältesten Zonen machte es fast keinen Unterschied, Beute ausgesetzt oder geschützt zu lassen – was darauf hindeutet, dass Raubtiere dort keine große Bedrohung darstellten.

„Wir wussten aus früheren Arbeiten in Panama, dass Raubtiere in den Neotropen intensiv sein können“, sagte Mark Torchin, Co-Autor und Meeresökologe am Smithsonian Tropical Research Institute in Panama. „Die Zusammenarbeit mit unseren Kollegen in ganz Amerika ermöglichte es uns jedoch, die Allgemeingültigkeit zu testen und zu bewerten, wie sich die Auswirkungen von Raubtieren in kälteren Umgebungen ändern.“

Auch die Art der Beuteorganismen änderte sich mit dem Zugang der Raubtiere. Raubtiere fraßen gerne einzelne, flaschenförmige Manteltiere („Seescheiden“), sodass diese Beute in den Tropen große Verluste erlitt, wenn sie ungeschützt blieben. In der Zwischenzeit gediehen verkrustende Bryozoen („Moostiere“) in dem neu frei gewordenen Raum, da die Fische sie weitgehend in Ruhe ließen.

Einzelne Manteltiere filtern das Wasser und bieten anderen Organismen Nischen und Winkel, um sich anzusiedeln – zwei wichtige Funktionen, die Bryozoen nicht ganz so gut erfüllen. Aber sie bieten nur ein Beispiel dafür, wie ein Anstieg der Raubtieraktivität Ökosysteme verändern könnte, wenn sich kühlere Ökosysteme aufheizen.

„Wenn sich die Raubtiere ändern, werden einige Arten Gewinner und andere Verlierer sein“, sagte Co-Autor Greg Ruiz, Leiter des Marine Invasions Research Lab des SERC. „Einige werden verteidigt, andere werden verwundbar sein. Aber wir wissen nicht genau, wie sich das auswirken wird.“

Was am Äquator passieren wird – wo die Temperaturen sogar noch höher steigen könnten, als Wissenschaftler heute sehen können – bleibt noch mehr ein Rätsel.

„Wir wissen nicht wirklich, was in den Tropen passieren könnte, weil wir keine Daten von diesen wärmeren Temperaturen haben“, sagte Ashton.