Eine grenzüberschreitende wissenschaftliche Zusammenarbeit hat eine globale Datenbank hervorgebracht, die Forschern helfen wird zu verstehen, wie sich der Klimawandel auf Meeresräuber wie den Weißen Thunfisch auswirkt – der übrigens auch eine wichtige Nahrungsquelle für Menschen auf der ganzen Welt ist.
„Der Klimawandel verändert die Orte, an denen Arten leben können, und das Tempo des Wandels ist im Ozean am größten“, sagt Stephanie Green, außerordentliche Professorin am Department of Biological Sciences und Canada Research Chair für Ökologie und Naturschutz des globalen Wandels im Wasser.
„Unsere großen Fragen sind: Wohin werden die Meeresarten verschwinden und was wird das für Gemeinden bedeuten, die auf die Fischerei angewiesen sind, die sie unterstützen?“
Um diese Fragen zu beantworten, arbeiten Forscher der University of Alberta mit Kollegen in den Vereinigten Staaten zusammen, um herauszufinden, wie Top-Raubtiere in den kommenden Jahrzehnten auf Klimaextreme und wechselnde Beutetiere reagieren werden.
Wind und Strömungen im Pazifischen Ozean machen die Westküste Kanadas und der Vereinigten Staaten zu einem attraktiven Nahrungsgebiet für wandernde Raubtiere wie Thunfisch, wo sie lukrative Fischereien unterstützen und auch eine Brutstätte für Klimaauswirkungen sind.
Das Team konzentrierte sich auf Weißen Thun, ein torpedoförmiges Raubtier, von dem bekannt ist, dass es Hunderte verschiedener Arten auf der ganzen Welt frisst und dessen Fang durch ein Abkommen zwischen den Vereinigten Staaten und Kanada geregelt ist.
Abwechslungsreiche Ernährung – aber ähnliche Eigenschaften
Die große Menge an Beutetieren, die Albacore fressen, macht es für Wissenschaftler schwierig, vorherzusagen, wohin sich ihre Populationen entwickeln werden, wenn sich der Klimawandel verschlimmert. Um dieser Herausforderung zu begegnen, beleuchtete das Wissenschaftsteam die Essgewohnheiten dieses Meeresräubers aus einem anderen Licht, indem es die gemeinsamen Merkmale oder Merkmale der von ihnen verzehrten Lebensmittel untersuchte.
„Genauso wie wir Lebensmittel nach unserem Geschmack auswählen – sei es eine salzige Brezel oder ein süßer, knackiger Apfel –, treffen Meeresräuber ihre Entscheidungen auf der Grundlage der Eigenschaften der Beute, mit der sie konfrontiert werden“, sagt Green.
Um herauszufinden, welche Eigenschaften für Meeresräuber wichtig sind, erstellten die Forscher eine Datenbank Kategorisierung von mehr als 30 Merkmalen, darunter Fett- und Proteingehalt, Form, Farbe, Größe und Verhaltensweisen, die Meeresarten potenziell schmackhaft für Raubtiere machen, einschließlich Weißem Thun.
„Unser Ziel ist es, besser zu verstehen, wann und wo die begehrteste Beute im Zuge des Klimawandels zu finden ist“, sagt Green.
„Wir stellen fest, dass Weiße Thunfische recht anpassungsfähig sind. Unter den Hunderten von Arten, die sie fressen könnten, suchen sie sich Beute aus, die alle Eigenschaften aufweist, die sie bevorzugen, und konzentrieren sich auf sie“, erklärt die wissenschaftliche Mitarbeiterin und Studienleiterin Miram Gleiber .
Durch den Einsatz merkmalsbasierter Studien hofft die Gruppe, eine neue Möglichkeit zu schaffen, zu verstehen, wie sich Meeresräuber an die Auswirkungen des Klimawandels anpassen.
Big Data, offen für die Entdeckung der Ozeane
Ozeane bedecken mehr als 70 Prozent des Planeten, sind jedoch weniger erforscht als der Weltraum. Das Forschungsteam, darunter sieben U of A-Studenten, investierte mehr als 10.000 Stunden, um 155.000 einzigartige Informationen über die Merkmale von 521 Arten von Fischen, Krebstieren, Tintenfischen, Kraken und anderen Arten zu generieren, die in Meeresumgebungen vorkommen.
Während viele Arten wichtige Beutetiere für Top-Raubtiere wie Thunfische, Haie, Lachse und viele andere in Meeressystemen auf der ganzen Welt sind, sind andere vom Team dokumentierte Tiere nur aus einer Handvoll Exemplaren bekannt.
Die Merkmalsdatenbank steht auch internationalen Wissenschaftlern zur Verfügung, um mehr darüber zu erfahren, wie sich Systeme verändern, stellt Green fest.
„Große Datensätze wie dieser werden erstellt, um statistische Modelle zu unterstützen, die sich mit der Verteilung von Meeresarten befassen und wie die Interaktionen zwischen Meeresarten, etwa zwischen Raubtieren und ihrer Beute, in Zukunft aussehen könnten.“
„Wir bekommen großes Interesse von Wissenschaftlern aus anderen Ländern, die die von uns gesammelten Informationen nutzen, was für uns wirklich aufregend und lohnend ist“, sagt Natasha Hardy, eine wissenschaftliche Mitarbeiterin, die die globale Ernährungssynthese leitete.
Ausblick auf die Ozeane
Der Einfluss des Klimawandels auf Ökosysteme ist komplex und umfasst auch extremere Wetterereignisse wie Hitzewellen, die die Meeresumwelt drastisch verändern. Meereshitzewellen sind überhitzte Wassermassen, die um viele Grad wärmer als normal sind und sich im Ozean bilden. Sie stören den natürlichen Kreislauf, auf den die Arten im Ozean angewiesen sind, um ihre Nahrung zu finden, zu laichen und zu wandern.
„Wissenschaftler finden einige Arten Hunderte von Kilometern von Orten entfernt, an denen wir sie jemals zuvor gesehen haben, und das wird wahrscheinlich verheerende Auswirkungen auf das System haben“, sagt Projekt-Co-Leiter Larry Crowder, Professor am Hopkins Marine Science Center der Stanford University.
Einige Arten sind mobil und können sich an veränderte Umgebungen anpassen, aber viele leben nahe der Grenze der Temperatur-, Säure- und anderen Stressfaktoren, denen sie standhalten können, was dazu führt, dass einige Arten ganze Lebensräume verlieren, sagt Crowder.
Die Ergebnisse werden in der Zeitschrift veröffentlicht Wissenschaftliche Daten.
Mehr Informationen:
Miram R. Gleiber et al., The Pelagic Species Trait Database, eine offene Datenressource zur Unterstützung der merkmalsbasierten Meeresforschung, Wissenschaftliche Daten (2024). DOI: 10.1038/s41597-023-02689-9