Im Eriesee beeinträchtigt der Klimawandel die saisonale Präsenz von Zooplankton

Eine neue Analyse des Zooplanktons im westlichen Eriesee zeigt, dass sich seine Biomasse und saisonalen Verhaltensmuster durch vom Menschen verursachte Veränderungen der Wassertemperatur und der Nahrungsnetze drastisch verändert haben.

Zooplankton, aquatische Mikroorganismen, die in fast allen Gewässern vorkommen, reagieren äußerst empfindlich auf Veränderungen in ihrem Ökosystem. Diese Überempfindlichkeit macht sie zu wichtigen Bioindikatoren für die Wasserqualität, und die Untersuchung ihrer Interaktion mit ihrer Umwelt kann Forschern detaillierte Momentaufnahmen des aktuellen ökologischen Zustands einer Region liefern.

Durch einen neuen Blick auf mehr als zwei Jahrzehnte Plankton-Überwachungsdaten haben Forscher der Ohio State University herausgefunden, dass Zooplanktongemeinschaften im westlichen Eriesee eine erhebliche Veränderung im zeitlichen Ablauf bestimmter Ereignisse in ihren Lebenszyklen durchmachen.

Mithilfe von Daten aus früheren Studien untersuchte das Team die Verhaltensmuster von vier häufigen Arten von Zooplanktonpopulationen im Eriesee zwischen 1995 und 2022. Ihre Analyse zeigte, dass dies auf Faktoren wie steigende Temperaturen, das Vorhandensein invasiver Arten und die Verfügbarkeit hoher Arten zurückzuführen ist Aufgrund der hohen Qualität von Lebensmitteln schwankt der Zeitraum, in dem die Zooplanktonkonzentrationen am höchsten sind, in den Sommermonaten mittlerweile um bis zu drei Wochen.

„Die Erwärmung führt dazu, dass natürliche Ereignisse früher eintreten, wie wir praktisch in allen Ökosystemen beobachten können“, sagte Jim Hood, Hauptautor der Studie und außerordentlicher Professor für Evolution, Ökologie und Organismenbiologie an der Ohio State. „Diese Systeme sind wirklich komplex und jede Störung wird wahrscheinlich unvorhergesehene negative Auswirkungen haben.“

Sogar in Seen spielt Zooplankton eine zentrale Rolle im lokalen Süßwasser-Nahrungsnetz, von der Bestimmung, welche Algenarten gedeihen, bis hin zur Erhaltung lokaler Fischpopulationen, sagte Hood. Doch wie die Forschung feststellt, kann eine frühe Erwärmung oft die Entstehung von Frühlingsplankton beschleunigen und gleichzeitig die Herbstpopulationen verzögern, was große Auswirkungen haben kann. Aufgrund ihrer wichtigen Stellung in der Nahrungskette könnten große Veränderungen im Planktonverhalten Schäden an anderen von ihnen abhängigen Top-down- und Bottom-up-Prozessen verursachen.

Die Studie, vor kurzem veröffentlicht im Tagebuch Briefe zur Limnologie und Ozeanographieist einer der ersten Versuche von Wissenschaftlern, die Komplexität dieser Dynamik im Eriesee und in der Region der Großen Seen zu entschlüsseln.

Einige der wichtigsten Veränderungen, die beim Zeitpunkt der Entstehung von Zooplankton beobachtet wurden, wurden durch Temperaturschwankungen sowie durch eine invasive Phytoplanktonart namens B. longimanus verursacht, die wahrscheinlich von Schiffen aus Europa eingeschleppt wurde, sagte Hood.

„Es sind dieses invasive Raubtier und die Zunahme schädlicher Algenblüten, die den Zeitpunkt der Zooplanktonkonzentration wirklich verändern“, sagte er. „In einigen Fällen veranlassen sie den Einzug früher, in anderen Fällen ziehen sie später ein.“

Obwohl schädliche Algenblüten den Eriesee seit Jahrzehnten heimsuchen, führen wärmere Temperaturen im Sommer dazu, dass die Organismen dichter und schneller wachsen. Da große Blüten Giftstoffe freisetzen, die die Gesundheit von Menschen und anderen Tieren gefährden und wichtige Versorgungsinfrastrukturen bedrohen, haben Umweltwissenschaftler kontinuierlich daran gearbeitet, die vielfältigen Ursachen ihres übermäßigen Wachstums anzugehen.

„Es ist nicht nur der Klimawandel“, sagte Hood. „Alle Dinge, die Menschen mit diesen Systemen machen, wie etwa die Einschleppung invasiver Arten, erzeugen eine komplexe Reihe von Wechselwirkungen, die große Dinge beeinflussen werden, die den Menschen am Herzen liegen, wie schädliche Algenblüten und Fischerei.“

Der Analysezeitraum dieser Studie fand jedes Jahr zwischen Mai und September statt, als die vier Zooplanktonarten, deren Verhaltensmuster untersucht wurden, besonders häufig vorkamen. Obwohl sie alle eine unterschiedliche Ernährung und Lebensgeschichte hatten, reagierten sie überraschenderweise jeweils unterschiedlich auf B. longimanus und seine Auswirkungen auf das Ökosystem, was zeigt, dass die Mechanismen, die das Timing bestimmter Planktonverhalten steuern, ausgefeilter sind, als sie scheinen, sagte Hood.

„Es war wirklich bemerkenswert, wie diese vier Taxa, auf die wir uns konzentrierten, alle unterschiedlich auf diese invasive Art reagierten, was wirklich den Bedarf an weiterer Forschung zu ihnen verdeutlicht“, sagte er.

Hood und Co-Autorin Jenna Bailey schlugen vor, dass weitere Forschung darauf abzielen sollte, die Überwachung in gemäßigten Seen auszuweiten, um herauszufinden, wie Winterbedingungen die Lebenszyklen von Zooplankton beeinflussen, und Einblicke in andere Süßwasserökologieprobleme im Zusammenhang mit dem Klimawandel zu bieten.

„Es ist schwierig, die Auswirkungen menschlicher Aktivitäten auf unsere Ökosysteme vorherzusagen“, sagte Hood. „Aber wir müssen einen Schritt zurücktreten und verstehen, wie all diese Dinge, die wir tun, miteinander interagieren, und dies in unser Management integrieren.“