Warmes Wasser ist für Fische ein kraftraubendes Medium: Sie benötigen bis zu zwölf Prozent mehr Energie zur Fortbewegung, wenn die Wassertemperatur um zwei bis vier Grad Celsius steigt. Das geht aus den Datenanalysen und mathematischen Modellrechnungen der beiden US-Biologen Andrew Hein und Katrina Keirsted von der University of Florida hervor. Dabei ist den Forschern zufolge nicht etwa ein höherer Schwimm-Widerstand des wärmeren Wassers der Grund für den Effekt, sondern der erhöhte Energiebedarf für grundlegende Körperfunktionen der Fische bei der Fortbewegung. Diese Informationen könnten nun bei der Einschätzung helfen, wie Fische voraussichtlich mit den steigenden Wassertemperaturen im Rahmen des Klimawandels zurecht kommen werden. Höhere Energiekosten für die Nahrungssuche und Langstrecken-Wanderungen könnten dann nämlich erhebliche Auswirkungen auf die Tiere haben, sagen die Wissenschaftler. Nach derzeitigen Prognosen werden die durchschnittlichen Wassertemperaturen auf der Erde bis zum Ende des Jahrhunderts um zwei bis vier Grad Celsius steigen.
Als Grundlage für ihre Berechnungen dienten Hein und Keirsted Daten früherer Studien, in denen das Fortbewegungssystem von Fischen und deren Atemfrequenz im Zusammenhang mit unterschiedlichen Wassertemperaturen erfasst worden waren. Diese Untersuchungen hatten bereits Hinweise darauf geliefert, dass es einen Zusammenhang zwischen steigenden Wassertemperaturen und dem Energiebedarf bei der Bewegung geben könnte. Es war aber bislang unklar, ob es sich dabei nur um artspezifische Effekte handelt oder ob dieser Zusammenhang generell bei allen Fischen auftritt. Das sollte die aktuelle Studie nun klären. Insgesamt umfassten die ausgewerteten Datensätze von Hein und Keirsted 800 Einzelmessungen bei 22 unterschiedlichen Fischarten.
Die Forscher konnten belegen, dass es sich tatsächlich um einen artübergreifenden Effekt handelt, der sich sogar in Formeln fassen lässt, die für alle Fische gleichermaßen gelten. Die Ursache für den erhöhten Energiebedarf ist den Forschern zufolge der gesteigerte Stoffwechsel bei Aktivität in warmem Wasser im Gegensatz zu kühlerem. Die Modellberechnungen offenbarten dabei einen weiteren wichtigen Aspekt: Es gibt einen exponentiellen Anstieg des Energiebedarfs im Zusammenhang mit der Wassertemperatur, das heißt, er ist bei bereits warmem Wasser intensiver ist als bei kaltem. Beispiel: Wenn die Wassertemperatur in warmem Wasser von 27,5 Grad Celsius um 2,5 Grad auf 30 Grad steigt, ist der Anstieg des Energiebedarfs 1,5-mal höher als bei der gleichen Temperaturzunahme in ursprünglich 5 Grad kaltem Wasser. Folglich werden die Energiekosten beim Schwimmen vor allem in geographischen Regionen steigen, in denen bereits hohe Wassertemperaturen vorherrschen, betonen die Forscher.
Andrew Hein und Katrina Keirsted von der University of Florida: Biology Letters, doi: 10.1098/rsbl.2011.0885 wissenschaft.de – Martin Vieweg
