Nicht alle neuen Unterwasserbewohner sind höflich. Manche überschatten andere Arten oder verschlingen Nahrungsquellen auf Kosten der dort bereits lebenden Arten. Es gibt nur wenige Daten über invasive Arten in den dänischen Gewässern, Fjorden und Bächen, aber mit Hilfe eines Unterwasserroboters und DNA-Analysen können wir schnell und relativ kostengünstig viel mehr Wissen gewinnen.
In Dänemark gibt es etwa 2.600 nicht heimische Arten, also Pflanzen, Tiere und Pilze, die nicht aus der dänischen Natur stammen. Die überwiegende Mehrheit dieser Arten stellt kein Problem dar und einige werden unser Klima auf Dauer nicht einmal überleben.
Nach Angaben der dänischen Umweltschutzbehörde sind jedoch 77 der nicht heimischen Arten invasiv. Dies bedeutet, dass sie sich erfolgreich in der dänischen Umwelt etabliert haben, mit Folgen für die einheimische Flora und Fauna oder die Wirtschaft. Mit anderen Worten: Eine invasive Art kann so dominant werden, dass sie andere Tiere oder Pflanzen in unserer Umwelt stark beeinträchtigt.
Die zwischenstaatliche wissenschaftlich-politische Plattform der Vereinten Nationen für Biodiversität und Ökosystemdienstleistungen (IPBES) hat invasive Arten als eine davon identifiziert die fünf Treiber, die die Artenvielfalt weltweit bedrohen.
Im Herbst 2023 veröffentlichte das Gremium die Bericht über invasive gebietsfremde Arten, was die Ernsthaftigkeit des Problems noch deutlicher machte. Der Bericht wurde von 86 Forschern aus 49 Ländern erstellt und zeigt, dass invasive Arten schätzungsweise in 60 Prozent der Fälle, in denen eine Pflanze oder ein Tier weltweit ausgestorben ist, eine Rolle gespielt haben.
In 16 Prozent der Fälle waren die invasiven Arten der alleinige Grund für das Aussterben von Tieren oder Pflanzen. Invasive Arten verbreiten sich durch menschliche Aktivitäten, und IPBES geht davon aus, dass das Problem in den kommenden Jahrzehnten zunehmen wird.
Einleitung durch Ballastwasser
An Land ist es leicht, invasive Arten zu entdecken, zu denen in Dänemark Marderhunde, Rosa rugosa und Killerschnecken gehören. In unseren Meeren, Fjorden, Seen und Bächen ist es viel schwieriger zu erkennen, was unter der Oberfläche passiert, aber auch hier gibt es invasive Arten. In Dänemark wurden insgesamt 85 gebietsfremde Meeresarten registriert.
Vier davon gelten als invasiv, das heißt, sie können Schäden in unseren Ökosystemen verursachen. Einige erinnern sich vielleicht an die Kammgallerte Mnemiopsis leidyi aus den Medien oder an den Rundgrundel – einen Fisch, der aus dem Schwarzen und Kaspischen Meer stammt. Bei beiden handelt es sich um Meeresarten, die vor 15 bis 16 Jahren durch das Ballastwasser von Schiffen in dänische Gewässer eingeschleppt wurden und sich dort sofort niederließen.
Bei DTU Aqua half die leitende Forscherin Jane Behrens ab 2014 dabei, den Überblick über den Rundgrundel zu behalten – sechs Jahre nachdem der 10 bis 20 cm lange Fisch zum ersten Mal in den Gewässern Süddänemarks aufgetaucht war.
„Durch die Untersuchung des Rundgrundels haben wir etwas über seine Ausbreitung und die Eigenschaften einer erfolgreichen invasiven Art erfahren“, sagt Jane Behrens.
Erfolgreiche invasive Arten – sowohl Tiere als auch Pflanzen – haben oft die gleichen Eigenschaften: Sie vermehren sich schnell, sie haben gute Ausbreitungsbedingungen, sie sind konkurrenzfähig und sie sind in der Lage, unterschiedlichen Umweltbedingungen standzuhalten. Dies gilt auch für die Rundgrundel.
„Er ist extrem robust. Er gedeiht in Wasser mit hohem und niedrigem Salzgehalt und bei unterschiedlichen Temperaturen, was bedeutet, dass er sich in vielen Arten von Gewässern ausbreiten kann. Außerdem ist er etwas größer als die einheimischen Grundeln und sehr aggressiv bei der Verteidigung seines Territoriums.“ Daher dominiert er schließlich die Nahrungsquellen und Brutstätten. Und er ist nicht wählerisch und frisst viele Arten von Nahrung“, sagt Jane Behrens über den Fisch, der ein perfektes Beispiel für eine erfolgreiche invasive Art ist.
Wenig Wissen über den Schaden
Laut Jane Behrens ist wenig darüber bekannt, wie viel Schaden die Grundel in den dänischen Ökosystemen anrichtet.
„Wir haben nur eine Studie durchgeführt, die gezeigt hat, dass der Rundgrundel die Fauna in den Gebieten verändern kann, in denen er sich ansiedelt und vermehrt. Dies geschieht, indem er sich solange gezielt von seinen bevorzugten Nahrungsmitteln wie kleinen Muscheln und Schnecken ernährt Sie sind vorhanden. Dadurch verändert sich die Zusammensetzung der benthischen Fauna, was sich dann auf den Rest der Fauna auswirkt, da die anderen Tiere, die sich ebenfalls von benthischen Tieren ernähren, andere Nahrungsquellen oder Futterplätze finden müssen.“
„In Dänemark wurde dem Rundgrundel nicht viel Aufmerksamkeit geschenkt, daher sind die verfügbaren Daten begrenzt. Wir müssen uns an andere Länder wenden, beispielsweise die USA, um mehr Wissen zu erhalten, und ihre Studien zeigen, dass der Rundgrundel eine negative Wirkung hat.“ Auswirkungen auf die Artenvielfalt, auch wenn es um andere Fischarten geht. Wir haben guten Grund zu der Annahme, dass das Gleiche auch für uns gilt“, sagt Jane Behrens.
Laut Professor Jens Kjerulf Petersen von DTU Aqua gibt es in Dänemark viele andere invasive Meeresarten, die nicht kontinuierlich überwacht werden. Er hat einen Bericht erstellt, in dem er ausgewählte Bedrohungen für Dänemarks Meeres- und Wasserumwelt, einschließlich invasiver Arten, beschreibt.
„Wir wissen nicht viel über die invasiven Meeresarten in diesem Land. Ihre Verbreitung und schädlichen Auswirkungen sind ein wenig erforschter Bereich, da wir keine koordinierten Überwachungssysteme für invasive Meeresarten haben. Wir erhalten zufällige Aufzeichnungen von Bürgern oder unseren Forschern. Das Wissen, das wir haben „Die Ergebnisse stammen hauptsächlich aus einzelnen Studien einer einzelnen Art über mehrere Jahre hinweg. Und wenn das Projekt endet, endet auch die Datenerfassung“, sagt Jens Kjerulf Petersen.
Unterwasserroboter kann Daten erfassen
Seine Kollegen am DTU Aqua unter der Leitung von Professor Einar Eg Nielsen haben eine technologische Lösung, die die Lücken in unserem Wissen über invasive Meeresarten schließen kann: einen Unterwasserroboter, der Arten mithilfe von DNA-Analysen identifizieren kann. Der Roboter trägt den Namen ESP (Environmental Sample Processor). Die Technik, DNA aus der Umwelt zu sammeln, wird eDNA oder Umwelt-DNA genannt.
„Der Roboter kann bis zu drei Monate lang im Wasser arbeiten und Wasserproben entnehmen, bevor ihm die Batterie ausgeht. Wir können ihn so programmieren, dass er bis zu fünf verschiedene Arten aus den Wasserproben identifiziert. Wir können auch steuern, wie oft er Wasserproben entnimmt.“ und ob die Proben nahe der Oberfläche oder am Boden entnommen werden.“
„Mit dem Roboter können wir eine Fülle von Informationen über die Arten gewinnen, die wir überwachen möchten, und das Tag und Nacht und zu jeder Jahreszeit. Auf diese Weise können wir die Informationen viel kostengünstiger sammeln als mit dem Roboter.“ „Die traditionelle Methode, mit einem Boot hinauszufahren und manuell Wasserproben zu sammeln“, sagt Einar Eg Nielsen, der sich auf genetische Methoden zur Identifizierung der Artenvielfalt spezialisiert hat.
Das ESP wurde in den USA entwickelt, wo es unter anderem zur Messung von Algenblüten eingesetzt wird. Die dänische Version wurde jedoch vor einigen Jahren von Einar Eg Nielsens Kollegen an der DTU Aqua weiterentwickelt, sodass damit DNA-Spuren nachgewiesen werden können in der Umwelt. Das ESP ist mit dem Mobilfunknetz verbunden, sodass seine Mission bei Bedarf aus der Ferne geändert werden kann. Dadurch ist es auch in der Lage, kontinuierlich Daten an die Forscher zu übermitteln.
Einar Eg Nielsen und seine Kollegen planen derzeit ein Kooperationsprojekt mit Island, bei dem das ESP zur Überwachung von Buckellachsen eingesetzt wird, einer invasiven Art in den isländischen Bächen. Darüber hinaus haben die Forscher im Jahr 2024 ein ESP der dritten Generation einsatzbereit.
Diese Version ist sogar noch fortschrittlicher, da sie sich bewegen und eDNA-Proben sammeln kann, anstatt stationär zu bleiben. Nächstes Jahr wird es an einem Projekt beteiligt sein, an dem Ørsted und die dänische Umweltschutzbehörde beteiligt sind, um die Artenvielfalt der Offshore-Windparks Horns Rev und Anholt in Dänemark zu kartieren.
„Wir können die Daten bereitstellen, die es uns ermöglichen, die Entwicklung der Artenvielfalt rund um die Offshore-Windkraftanlagen zu verfolgen. Allerdings müssen wir zunächst definieren, wie diese Artenvielfalt aussehen soll, denn es ist nicht unbedingt eine gute Sache, wenn die Artenvielfalt rund um die Offshore-Windkraftanlagen zunimmt.“ „Eine der Bedenken bei Offshore-Windparks besteht darin, dass sie eine Art Korridor für invasive Arten schaffen könnten. Mithilfe der eDNA können wir dabei helfen, dies zu klären“, sagt Einar Eg Nielsen.
Invasive Arten haben einen hohen Preis
Viele andere Länder sind sich bereits bewusst, dass invasive Meeresarten sowohl für die Umwelt als auch für die Wirtschaft einen hohen Preis haben können, während Dänemark ihnen kaum Beachtung schenkt, obwohl sie negative Auswirkungen auf unsere Umwelt haben, sagt Professor Jens Kjerulf Petersen.
„In Dänemark sehen wir, wie sich Pazifische Austern im Limfjord und in anderen Gebieten ausbreiten, was mehrere negative Folgen hat: Sie besetzen praktisch den gesamten Meeresboden und verdrängen andere Muscheln. Diese Muscheln sind eine Nahrungsquelle für verschiedene Vögel, die sie dann finden müssen.“ „Sie suchen ihre Nahrung woanders. Mit anderen Worten: Pazifische Austern schaffen eine andere Artenvielfalt sowohl über als auch unter Wasser. Sie zerstören auch den Erholungswert der Gegend, weil die Badestrände voller scharfer Austernschalen sind“, sagt Jens Kjerulf Petersen.
Die internationalen Forscher hinter dem IPBES-Bericht warnten außerdem davor, dass invasive Arten – an Land und in den Gewässern – mit hohen Kosten verbunden sein können, weil sie ganze Ökosysteme stören und so die Lebensmittelsicherheit und die Trinkwasserversorgung gefährden können. Die Forscher schätzen, dass sich die durch invasive Arten verursachten globalen wirtschaftlichen Kosten im Jahr 2019 auf fast 3.000 Milliarden DKK beliefen.
Jens Kjerulf Petersen fordert einen verstärkten Fokus auf die Reduzierung der Ausbreitung invasiver Arten in dänischen Gewässern:
„Es ist allgemein anerkannt, dass wir invasive Meeresarten nicht loswerden können. Aber wir könnten ihre Ausbreitung begrenzen, genau wie wir es mit Bärenklau, Rosa rugosa und der schwarzen Ratte tun. Niemand erwartet, dass sie vollständig ausgerottet werden, aber wir trotzdem.“ Wir geben erhebliche Summen aus, um die Schäden, die sie unserer Umwelt zufügen, zu verringern. Dasselbe sollten wir auch für unsere aquatische Umwelt tun.“