Die Theorie, dass Wassertiere wie Fische aufgrund der globalen Erwärmung schrumpfen, wurde durch eine heute veröffentlichte Studie in Frage gestellt eLife.
Die Studie ergab, dass die Verschmutzung durch warmes Wasser die Wachstumsraten, aber auch die Sterblichkeitsraten erhöhte, was zu einer Population jüngerer, aber größerer Fische führte. Das Ergebnis steht teilweise im Widerspruch zu allgemeinen Vorhersagen über die Auswirkungen der Erwärmung auf natürliche Ökosysteme und unterstreicht, dass diese in groß angelegten Experimenten getestet werden müssen.
Da aquatische Ökosysteme wärmer werden, wird vorausgesagt, dass Tiere wie Fische in jungen Jahren schneller wachsen, aber als Erwachsene kleinere Körpergrößen erreichen. Dieses Muster wurde hauptsächlich in kleinen Experimenten beobachtet, und obwohl einige Studien diese Vorhersage in natürlichen Umgebungen getestet haben, wurden diese meistens an Fischarten durchgeführt, die dem Fischen ausgesetzt waren, wo der Prozess des Fischens selbst Wachstumsraten und Körpergröße beeinflussen kann .
„Studien zu den Auswirkungen von Erwärmung des Wassers auf Fische aus groß angelegten, halbkontrollierten Experimenten in natürlichen Umgebungen sind selten, aber sie können einzigartige Einblicke liefern“, sagt Hauptautor Max Lindmark, Forscher an der schwedischen Universität für Agrarwissenschaften, Abteilung für Wasserressourcen, Lysekil, Schweden. „Wir haben ein einzigartiges Studiensystem verwendet, um zu untersuchen, wie die Verschmutzung durch warmes Wasser die Sterberaten, Wachstumsraten und Größe von Fischen über viele Generationen hinweg verändert hat.“
Das Team führte seine Studie in einer umschlossenen Küstenbucht durch, die mit Kühlwasser aus einem Kernkraftwerk versorgt wurde, wodurch es 5–10 °C wärmer als das umgebende Wasser wurde. Sie verglichen die Fischart Eurasischer Barsch aus der umschlossenen Bucht und aus einem Referenzgebiet im angrenzenden Archipel über einen Zeitraum von 24 Jahren.
Sie kombinierten Fangdaten mit Messungen der Alterslänge der Fische (aus „Altersringen“ in harten Strukturen auf Lebenszeit zurückgerechnet) und analysierten diese dann mit statistischen Modellen, um zu untersuchen, wie sich die Warmwasserverschmutzung auf das Alter auswirkte und Größe der Fischpopulationen sowie deren Wachstums- und Sterberaten.
Die Forscher fanden zwar statistisch bemerkenswerte Unterschiede bei den geschätzten Wachstumsraten, Todesraten und Größen der Fischpopulationen zwischen den beheizten und den Referenzgebieten, aber nicht alle diese Veränderungen waren wie erwartet. Obwohl weibliche Barsche im warmen Bereich schneller wuchsen, wuchsen sie wie vom Team erwartet, ihr ganzes Leben lang. Diese Fische erreichten daher im Alter eine große Größe – ungefähr 7–11 % größer im beheizten Bereich in jedem Alter im Vergleich zum Referenzbereich.
Darüber hinaus sagen die Autoren, dass die Zunahme der Wachstumsrate jüngerer Fische aufgrund des warmen Wassers so ausgeprägt war, dass selbst wenn die Sterblichkeitsraten aufgrund der Erwärmung höher waren und zu einer jüngeren Gesamtpopulation von Fischen führten, die durchschnittliche Größe und relative Häufigkeit größerer Fische war im beheizten Bereich noch höher. Dieser Trend steht im Widerspruch zu der Vorhersage, dass die globale Erwärmung die Fische im Laufe der Zeit schrumpfen lassen würde, insbesondere die großen und alten. Im Wesentlichen führte die Erwärmung des Ökosystems stattdessen zu jüngeren, aber größeren Fischen in dieser Studie.
„Unsere Studie liefert starke Beweise für durch die Erwärmung verursachte Unterschiede in den Wachstums- und Sterberaten einer natürlichen Population einer ungenutzten Fischart aus gemäßigten Zonen, die mehr als zwei Jahrzehnte lang einem Anstieg der Wassertemperatur um 5–10 °C ausgesetzt war. Diese Auswirkungen sind größtenteils, aber nicht vollständig, wirken sich gegenseitig aus – obwohl die Fische jünger sind, sind sie im Durchschnitt auch größer“, sagt Co-Autorin Malin Karlsson, Wassermanagerin im Ministerium für Natur und Umwelt der Provinzverwaltung von Västmanland, Schweden.
„Diese Ergebnisse unterstreichen, dass verallgemeinerte Vorhersagen auf der Grundlage von Theorien wie der Temperaturgrößenregel möglicherweise nur begrenzt nützlich sind, um Veränderungen auf Bevölkerungsebene vorherzusagen, und dass sowohl Sterberaten als auch Wachstumsraten wichtig sind, wenn Temperatureffekte untersucht werden“, schließt die leitende Autorin Anna Gårdmark , Professor an der Schwedischen Universität für Agrarwissenschaften, Abteilung für Aquatische Ressourcen, Uppsala, Schweden.
„Obwohl wir nur eine einzige Art untersucht haben, deutet dieses einzigartige Experiment zum Klimawandel auf die Auswirkungen der Erwärmung auf das gesamte Ökosystem hin, was seine Ergebnisse im Zusammenhang mit der globalen Erwärmung von hoher Relevanz macht.“
Mehr Informationen:
Max Lindmark et al, Größere, aber jüngere Fische, wenn das Wachstum die Sterblichkeit in einem erhitzten Ökosystem übertrifft, eLife (2023). DOI: 10.7554/eLife.82996