Der durch den Klimawandel bedrohte Lebenszyklus des „Seeschmetterlings“ könnte Auswirkungen auf das Ökosystem des Südlichen Ozeans haben

Die Weltmeere absorbieren etwa ein Viertel aller Kohlendioxidemissionen (CO2). Während der Absorption reagiert CO2 mit Meerwasser und der pH-Wert der Ozeane sinkt. Dies wird als Versauerung der Ozeane bezeichnet und führt zu geringeren Kohlenstoffionenkonzentrationen. Bestimmte Meeresbewohner nutzen Kohlenstoffionen, um ihre Muscheln aufzubauen und zu erhalten. Dazu gehören Flugsaurier, die wichtige Bestandteile des Meeresökosystems sind.

Bestimmte Aspekte von Pteropoden, einschließlich Lebenszyklen und Populationsdynamik, sind nicht gut untersucht. Dies liegt zum Teil an ihrer Größe – einige Seeschmetterlingsarten messen weniger als einen Millimeter – und an der schlechten Langzeitüberlebensrate in Gefangenschaft. Jetzt hat ein Team von Meereswissenschaftlern die Lebenszyklen, die Häufigkeit und die saisonale Variabilität von geschälten Meeresschmetterlingen im nordöstlichen Scotia-Meer untersucht, einer Region, die zu den schnellsten Klimaveränderungen im Südpolarmeer gehört.

„Der Rückgang der Pteropodenpopulationen im Antarktischen Ozean könnte kaskadierende Auswirkungen auf das Nahrungsnetz und den Kohlenstoffkreislauf haben“, sagte Dr. Clara Manno, Forscherin beim British Antarctic Survey und korrespondierende Autorin der in veröffentlichten Studie Grenzen in der Meereswissenschaft. „Wissen über den Lebenszyklus dieses Schlüsselorganismus könnte die Vorhersage der Auswirkungen der Ozeanversauerung auf das antarktische Ökosystem verbessern.“

Populationsstabilität ist für das Überleben der Arten unerlässlich

Für ihre Arbeit sammelten die Wissenschaftler Meeresschmetterlinge in einer Sedimentfalle, einem in 400 Metern Tiefe verankerten Probenahmegerät. „Es ist unmöglich, den gesamten Lebenszyklus von Meeresschmetterlingen im Labor zu beobachten, daher mussten wir Informationen über ihr Laichen, ihre Wachstumsrate und ihre Populationsstruktur zusammentragen“, fügte Dr. Vicky Peck, Forscherin beim British Antarctic Survey, hinzu Co-Autor der Studie. „Anhand von Sedimentfallenproben ist es uns gelungen, ihren Lebenszyklus über ein Jahr zu rekonstruieren.“

Für die beiden dominanten gesammelten Arten – Limacina rangii und Limacina retroversa – beobachteten die Wissenschaftler unterschiedliche Lebenszyklen, was zu unterschiedlichen Anfälligkeiten gegenüber sich verändernden Ozeanen führte. L. rangii, eine polare Art, kommt in den Wintermonaten sowohl als erwachsenes als auch als junges Exemplar vor. L. retroversa, eine subpolare Art, scheint nur im Winter als Erwachsene vorzukommen.

Während der kältesten Jahreszeit ist das Meerwasser saurer als zu anderen Jahreszeiten, da kühlere Temperaturen die CO2-Auflösung im Ozean erhöhen. Die dann existierenden Lebensstadien der Meeresschmetterlinge seien einer zunehmenden Versauerung der Ozeane stärker ausgesetzt und anfälliger, schrieben die Forscher.

Die Tatsache, dass L. rangii-Erwachsene und Jungtiere über den Winter nebeneinander existieren, könnte ihnen einen Überlebensvorteil verschaffen. Wenn eine Kohorte gefährdet ist, ist die Gesamtstabilität der Bevölkerung nicht gefährdet. Bei L. retroversa kann jedoch die gesamte Population gefährdet sein, wenn eine Kohorte entfernt wird.

Eine längere Exposition ist eine Überlebensherausforderung

Die Forscher stellten fest, dass die Arten trotz unterschiedlicher Auswirkungen wahrscheinlich nicht unversehrt bleiben, wenn sie über längere Zeiträume ungünstigen Bedingungen ausgesetzt werden.

Mit zunehmender Intensität und Dauer der Ozeanversauerung kommt es zu Überschneidungen mit den Laichereignissen im Frühjahr. Dies könne das gefährdetste Lebensstadium, die Larven, besonders gefährden und künftige Populationen gefährden, warnten die Wissenschaftler.

Um zu erfahren, wie sich ein solches Szenario in der Scotiasee auswirken könnte, wird das Forschungsteam weiterhin die dort lebenden Meeresschmetterlinge untersuchen. „Ein nächster Schritt wird darin bestehen, sich auf mehrjährige Sedimentfallenproben zu konzentrieren, um mögliche jährliche Schwankungen im Lebenszyklus zu identifizieren, die mit Umweltveränderungen verbunden sind“, sagte Dr. Jessie Gardner von der British Antarctic Survey, Hauptautorin der Studie.