Leiden Fische unter Sauerstoffmangel?

Größere Fische leiden in warmem Wasser eher unter Sauerstoffmangel als kleinere Arten. Das Gleiche gilt für Fische mit großen Zellen, stellen Forscher der Radboud University in ihrer neuesten Studie fest. Außerdem sind Meeresfische weniger tolerant gegenüber sauerstoffarmem Wasser als Süßwasserfische. Basierend auf diesen Erkenntnissen wollen die Forscher letztendlich vorhersagen, welche aquatischen Arten aufgrund von Veränderungen ihres Lebensraums durch die globale Erwärmung und menschliche Aktivitäten gefährdet sind. Die Studie wird in der Zeitschrift veröffentlicht Biologie des globalen Wandels am 25. Juli.

Sinkende Gehalte an gelöstem Sauerstoff stellen ein großes Problem für Fische und andere Wasserorganismen dar. Der Sauerstoffgehalt sinkt, weil sich das Wasser durch den Klimawandel erwärmt und immer stärker verschmutzt. Allgemeine biologische Regeln können uns sagen, welche Fischattribute vorteilhaft oder schädlich sind, wenn sich die Umweltbedingungen ändern. „Sobald wir diese Regeln für Fische identifiziert haben“, sagt der Forscher Wilco Verberk, „können wir letztendlich vorhersagen, welche Fischarten am stärksten durch Umweltveränderungen gefährdet sind.“

Große und kleine Zellen

Unter Biologen gibt es eine lebhafte Debatte über die Rolle von Sauerstoff bei der Empfindlichkeit von Fischen gegenüber Wasser, das einer Erwärmung ausgesetzt ist. „Viele Sauerstoffhypothesen werden heftig diskutiert. Das Problem ist, dass die verschiedenen Effekte in einen Topf geworfen werden. Einige Studien untersuchen beispielsweise, wie Fische auf den Sauerstoffgehalt im Wasser reagieren, berücksichtigen aber nicht die Temperatur des Wassers oder die Größe des Wassers die Fische. Daher sind die gemeldeten Muster variabel“, erklärt Verberk.

Verberk und Kollegen haben die verschiedenen Effekte systematisch getrennt und Daten zur Toleranz gegenüber Sauerstoffmangel von 195 Fischen zusammengestellt, um diese Diskussion zu lösen. Bei der Analyse der Daten stellten sie fest, dass größere Fische empfindlicher auf Sauerstoffstress reagieren, allerdings nur in warmem Wasser. Bei kaltem Wasser kehrt sich der Effekt um.

Einen ähnlichen Effekt sahen die Forscher bei Fischen mit relativ großen Zellen. „Viele Leute denken, dass alle Tierarten die gleiche Zellgröße haben, aber einige Tiere haben große Zellen und einige haben kleine Zellen, sogar innerhalb derselben Art. Es gibt viele Vorteile, kleine Zellen zu haben, besonders in warmem Wasser. Zum Beispiel, kleine Zellen haben relativ mehr Membranfläche, die benötigt wird, um Sauerstoff aus ihrer Umgebung aufzunehmen.

Süßwasser und Salzwasser

Außerdem fanden die Forscher Unterschiede zwischen Süßwasserfischen und Meeresfischen. „Viel zu oft vergleichen wissenschaftliche Studien nur marines und terrestrisches Leben. Tatsächlich werden Süßwasserarten manchmal mit terrestrischen Arten in einen Topf geworfen. Es ist eine verpasste Gelegenheit, weil die Berücksichtigung dieser Unterschiede unser Verständnis der Umweltauswirkungen des Klimawandels erheblich verbessern kann.“

Laut der Studie von Verberk und Kollegen scheinen Süßwasserfische toleranter gegenüber sauerstoffarmem Wasser zu sein als Meeresfische. „Die Erklärung liegt wahrscheinlich in einem unterschiedlichen Selektionsdruck auf Süßwasserfische während ihrer Evolutionsgeschichte. Im Ozean ist die Temperatur relativ stabil, aber im Süßwasser werden die Fische häufiger mit höheren Temperaturen konfrontiert. Auch die Schwankungen des Sauerstoffgehalts sind in Flüssen und Flüssen größer besonders in Seen zum Beispiel durch das Vorhandensein von Algen.“