Es ist der perfekte Treibstoff für Stürme: warmes Meerwasser, mindestens 80° Fahrenheit. Ohne sie hätten sich niemals starke Stürme wie Andrew, Katrina und Ian gebildet.
Aber für bestimmte Fische, die in den Gewässern der Weltmeere leben, können außergewöhnlich hohe Meerestemperaturen der Todesstoß sein, da sie den Gehalt an gelöstem Sauerstoff im Meer verringern, den sie zum Überleben benötigen.
Und dieses Jahr sind der Atlantische Ozean und der Golf von Mexiko wärmer als je zuvor, wobei die Wassertemperaturen im Golf von Mexiko während einer Woche im August 88 °C überstiegen.
Wissenschaftler der National Oceanic and Atmospheric Administration beobachten seit April einen stetigen Anstieg der Meerestemperaturen und Tausende toter Fische wurden in den Küstengebieten Floridas – von Hallandale Beach bis zur Tampa Bay-Region – und entlang der texanischen Golfküste an Land gespült.
In einigen dieser Gebiete haben Wildschutzbehörden den niedrigen Sauerstoffgehalt oder die Hypoxie im Wasser für diese Tötungen verantwortlich gemacht.
„Wenn die Temperatur im Wasser steigt, nimmt die Menge an verfügbarem Sauerstoff ab. Und zu wenig Sauerstoff bedeutet für Fische Ärger. Man kann es sich kaum vorstellen, aber ein Fisch kann ertrinken“, erklärt Martin Grosell, Professor und Leiter der Abteilung für Meeresbiologie und Ökologie an der Rosenstiel School of Marine, Atmospheric, and Earth Science der University of Miami.
Höhere Temperaturen können vielfältige Auswirkungen auf die Körperprozesse eines Fisches haben. „Grundsätzlich steigt die Stoffwechselrate mit steigender Temperatur. Das bedeutet, dass Fische mehr Sauerstoff und mehr Energie verbrauchen müssen, um zu überleben“, sagte M. Danielle McDonald, Professorin für Meeresbiologie und -ökologie und an Experte für Fischphysiologie und -verhalten.
„Wenn der Sauerstoffmangel oder die Nahrung knapp ist, wird ein Fisch ein Problem haben. Er muss Energie aus anderen Prozessen wie Fortpflanzung und Wachstum beziehen, was Auswirkungen auf die gesamte Populationsebene haben könnte. Schlimmer noch, sie.“ nicht überleben.
Aber höhere Wassertemperaturen sind nicht die einzigen Faktoren, die zum Fischsterben beitragen, warnte Grosell, ein Maytag-Professor für Ichthyologie, dessen Labor die Auswirkungen natürlicher und anthropogener Umweltstressoren auf die physiologischen Prozesse von Fischen untersucht.
„Das ist die weit verbreitete Meinung, dass bei hohen Wassertemperaturen im Sommer der Sauerstoffgehalt sinkt und der Sauerstoffbedarf steigt und die Fische daher an Hypoxie sterben. Aber die Realität ist etwas komplizierter“, sagte er .
„Das Fischsterben, das wir zum Beispiel in der Biscayne Bay sehen, lässt sich nur schwer durch Hypoxie erklären. Es gibt noch andere Faktoren, die dazu beitragen, und einer davon ist der hohe Salzgehalt. Wir wissen, dass das im Sommer passiert, wenn wir die hohen Temperaturen sehen.“ die Hypoxie. Und wir haben kürzlich in unserem Labor Untersuchungen durchgeführt, die zeigen, dass die Kombination belastender sein kann als nur Hypoxie allein.“
Auch die Freisetzung von Sulfiden aus Meeressedimenten, insbesondere bei Hypoxieereignissen, könne zum Fischsterben beitragen, betonte Grosell. „Und dieses Sulfid ist ein Atemwegsgiftstoff“, sagte er. „Wenn man also Sulfid zu einer Situation hinzufügt, in der aufgrund der hohen Temperaturen wenig Sauerstoff und ein hoher Sauerstoffbedarf herrscht, dann zerstört man das System wirklich.“
Einige Fischarten vertragen höhere Meerestemperaturen besser als andere; Und selbst innerhalb einer bestimmten Art gibt es laut McDonald einzelne Fische, die aufgrund von Variationen in ihren Genen höhere Temperaturen aushalten können.
„Tolerante Fische verfügen über die physiologische Maschinerie oder Plastizität, um Temperaturschwankungen auszugleichen, und sie ändern ihre Körperprozesse so, dass sie bei einer anderen Temperatur am besten funktionieren“, erklärte sie. „Zum Beispiel können sie Proteine herstellen oder abbauen, sodass das neue Protein bei der neuen Temperatur optimal funktioniert. Auf diese Weise normalisiert sich die Stoffwechselrate wieder oder kommt dem Normalwert nahe, und der Fisch gewöhnt sich an die neue Temperatur. Manche Fische tun das nicht. Da sie diese Plastizität nicht besitzen, können sie sich nicht akklimatisieren und werden daher härter getroffen.
Fischarten, die in unterschiedlichen Umgebungen wie der Biscayne Bay oder in Flussmündungen leben, sind typischerweise toleranter gegenüber Umweltveränderungen. Während Fische, die im offenen Ozean leben, weniger tolerant gegenüber Umweltveränderungen sind, weil ihre Umgebung stabil ist, stellte McDonald fest.
Da der Klimawandel jedoch zu wärmeren und sauerstoffärmeren Ozeanen führt, könnten Fische auf der ganzen Welt in Gefahr sein, da ihr Wachstum, ihre Fortpflanzung und ihr Aktivitätsniveau durch niedrigere Sauerstoffwerte beeinträchtigt werden.
Das Global Oxygen Network, eine von der UN-Dekade der Meereswissenschaften für nachhaltige Entwicklung (2021–2030) gegründete Arbeitsgruppe, die Informationen über die Ursachen und Folgen des Sauerstoffverlusts in den Weltmeeren bereitstellt, berichtete, dass der Bereich mit niedrigem Sauerstoffgehalt Der Sauerstoffgehalt des offenen Ozeans hat seit den 1960er Jahren um 1,7 Millionen Quadratmeilen zugenommen.
Und in einer Studie aus dem Jahr 2021, die in der Zeitschrift veröffentlicht wurde Geophysikalische Forschungsbriefeberichtete ein Wissenschaftlerteam, dass bis 2080 etwa 70 % unserer Weltmeere aufgrund der wärmeren Temperaturen spürbare Sauerstoffverluste verzeichnen werden.
Doch inwieweit Meereshitzewellen Auswirkungen auf die weltweiten Fischpopulationen haben werden, ist laut Grosell schwer vorherzusagen.
„Es ist wahrscheinlich nicht gut, aber der Versuch, die Auswirkungen einer isolierten Meereshitzewelle, wie wir sie diesen Sommer erleben, auf die Fischpopulationen zu bestimmen, ist für uns schwer zu bestimmen“, sagte er. „Es ist wichtig zu erkennen, dass diese Meereshitzewellen häufiger auftreten und schwerwiegender sind als früher. Sie sind ausgeprägter und dauern länger. Daher sind ihre Auswirkungen sehr wahrscheinlich additiv, da sie zusammen auftreten.“ mit anderen Stressfaktoren.
Dennoch sei die Migration bestimmter Fischarten aus wärmeren Meeresgewässern in kühlere Umgebungen bereits beobachtet worden, sagte Grosell und wies darauf hin, dass der Sauerstoffmangel zu einer Veränderung der Verbreitung einer Art namens Aalmutter geführt habe.
Aber Fischphysiologen sind sich einig, dass Fische kleiner werden, wenn sich die Weltmeere weiter erwärmen, berichtete Grosell. „Wir wissen nicht, ob es eine Wachstumsbeschränkung oder eine Sauerstoffbeschränkung ist“, sagte er, „aber die bisherigen Daten sind klar: Die durchschnittliche Größe von Fischen wird im künftigen warmen Ozean kleiner sein.“