Exoten unterm Eis

In den antarktischen Gewässern tummeln sich viele unbekannte Lebensformen. Meeresbiologen haben jetzt einige davon ans Licht gebracht. bild der wissenschaft stellt die eisigen Sonderlinge vor. Die Forscher staunten nicht schlecht, als 1995 innerhalb von nur vier Tagen eine 1600 Quadratkilometer große Schelfeisplatte mit dem Namen Larsen A in tausend Stücke barst. Aus der Satellitenperspektive sah es aus, als hätte jemand mit einem Hammer auf eine Verbundglasscheibe geschlagen. 2002 wiederholte sich das Schauspiel am Eis von Larsen B, das sich weiter südlich an die antarktische Halbinsel schmiegte. Diesmal gingen 3250 Quadratkilometer zu Bruch. Hinter dem polaren Spektakel steckt die zunehmende Erwärmung. Schmelzwasser war in Spalten gedrungen, hatte die mächtigen Platten zermürbt und schließlich schlagartig zerfetzt. Insgesamt sind in den letzten zwölf Jahren 10 000 Quadratkilometer Schelfeis im Süden abgebrochen, eine Fläche halb so groß wie Hessen. Anfang 2007 fuhren Biologen mit dem Forschungseisbrecher Polarstern zum Schauplatz des Kollapses und suchten nach Lebewesen, die sich einst unter dem Eispanzer getummelt hatten. Und sie wollten herausfinden, wie sich die Natur an den radikalen Wandel der Umweltbedingungen anpasst. Dabei drangen sie in ein weithin unbekanntes Reich vor, von dem sie früher durch Bohrlöcher nur winzige Ausschnitte zu Gesicht bekommen hatten. Jetzt lag ihnen der ganze Meeresboden zu Füßen. Erstes Ergebnis: Im offenen Wasser hatte sich die Fauna bereits umgestellt. Dort schwammen jetzt Algen, Krill und Wale. Auf dem Ozeangrund war dagegen das ursprüngliche Biotop, das sich in Jahrtausenden unter dem dunklen Schirm des mächtigen Eises entwickelt hatte, noch weitgehend erhalten geblieben. In einer Tiefe von 200 bis 300 Metern stießen Expeditionsleiter Julian Gutt und sein internationales Team auf eine Lebenswelt mit Seegurken und gestielten Haarsternen, wie man sie sonst nur in der Tiefsee bei etwa 3000 Metern antrifft. Der Meeresökologe am Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung (AWI) vermutet als Ursache das knappe Nahrungsangebot. Ähnlich wie in der Tiefsee steht Nahrung unter dem Schelfeis nicht ständig zur Verfügung, sondern nur schubweise. Obwohl sich die Lebensgemeinschaften auf dem eiskalten Meeresgrund nur sehr langsam verändern, gibt es auch hier Anzeichen für einen beginnenden Wandel. Manteltiere Und Glasschwämme Als Indiz für einen Faunenwechsel, der sich gerade vollzieht, nennt Gutt vor allem die große Zahl von Seescheiden. Die kleinen Manteltiere, die in nur drei bis vier Jahren heranwachsen – für antarktische Verhältnisse ungeheuer rasant – scheinen das Terrain gerade als Pioniere zu erobern. Zu den Nutznießern des eisfreien Wassers gehören auch die langsam wachsenden Glasschwämme. Im Gebiet des ehemaligen Larsen-B-Schelfeises erspähten die Kameras eines ferngesteuerten Unterwasserfahrzeugs einige Exemplare von ihnen, die meisten davon waren noch jung. Bei Larsen A waren die Populationen deutlich größer und älter. Hier hatten die Tiere bereits zwölf Jahre Zeit gehabt, um sich an die neue Umgebung anzupassen – bei Larsen B waren es gerade fünf. Außerdem ist das Eis von Larsen A in den letzten 10 000 Jahren mehrmals verschwunden, was der Natur möglicherweise den Faunenwechsel erleichtert. Die Erkundung der einstigen Schelfeisgebiete gehört zu einem der ehrgeizigsten Projekte der modernen Biologie, dem „Census of Marine Life”. Fast 2000 Wissenschaftler aus aller Welt inventarisieren dabei das gesamte Leben in den Ozeanen. Sie durchforsten sämtliche Meeresgebiete, von der Tiefsee bis zu den Korallenriffen, von den Ozeanböden bis zu den Küsten – und entdecken dabei jede Woche im Schnitt drei neue Arten. Doch es geht es nicht nur um die reine Zählung. Die Wissenschaftler wollen auch herausfinden, wie die verschiedenen Organismen leben, welche Umweltbedingungen sie brauchen, wie sie voneinander abhängen und wie sie auf Veränderungen reagieren. Letztlich soll die Bestandsaufnahme belegen, wie der Mensch mit seinen rigorosen Eingriffen durch Fischfang, Bergbau oder Klimawandel die Unterwasserwelt verändert. 30 neue Arten bei jeder expedition Auch die Antarktis steht auf der Agenda. Ein Teilprojekt des globalen Zensus, der „Census of Antarctic Marine Life” (CAML), ist zugleich ein Kernprojekt des Polarjahres, das am 1. März begonnen hat. Der Südozean, der mit einer Fläche von 35 Millionen Quadratkilometern rund ein Zehntel der Weltmeere ausmacht und viele endemische Arten beherbergt, birgt noch unzählige Geheimnisse. Gutt schätzt, dass allein am antarktischen Kontinentalsockel 17 000 Arten von mehr als fünf Millimeter Größe leben. Erst rund 4000 davon sind bekannt. Gutt: „Bei jeder aufwendigen Expedition kommen 30, 40 neue hinzu.” Auch die letzte Polarstern-Expedition hat viele Neulinge aufgespürt, darunter allein 15 bislang unbekannte Flohkrebse (Amphipoden), von denen der größte fast 10 Zentimeter lang ist. Ebenso unerforscht wie der Lebensraum unter dem Schelfeis ist die antarktische Tiefsee. Zwischen 2002 und 2005 suchten mehr als 60 Wissenschaftler aus 13 Nationen bei drei Polarstern-Expeditionen systematisch nach den Lebensgemeinschaften, die sich in der Tiefe entwickelt haben. Sie stießen auf eine ungeheure Fülle. In den Kastengreifern, Stanzrohren, Schlitten und Netzen, die bis 6348 Metern tief hinabgelassen wurden, kamen mehr als 700 neue Arten ans Licht. „ Diese unglaubliche Fülle hatten wir nicht erwartet”, sagt Projektleiterin Angelika Brandt vom Zoologischen Institut der Universität Hamburg. Bisher galt, dass die Zahl der Arten am Äquator am größten ist und zu den Polen hin kontinuierlich abnimmt. Davon muss die Wissenschaft nun abrücken. Die antarktische Tiefsee scheint – im Gegenteil – ein wahres Dorado für das Leben zu sein. Brandt vermutet als Ursache das relativ üppige Nahrungsangebot. In der Tiefsee ist der Tisch sonst nicht gerade reich gedeckt. Die Organismen müssen mit dem vorlieb nehmen, was von den oberen, lichten Wasserschichten als „mariner Schnee” herabrieselt. Da auch in mittleren Wassertiefen Organismen von dem Fallout leben, kommt unten kaum etwas an. Im zentralen Atlantik, weitab der Küsten, hapert es sogar völlig am Eintrag. Grüne Klumpen in der Tiefsee In der Antarktis scheint das alles nicht zu gelten. Hier gedeiht nahe der Wasseroberfläche ein reiches Leben, und starke Abwärtsströmungen befördern die Reste davon rasch und effektiv nach unten. Beim Zufrieren des Ozeans bildet sich unter dem Eis salzhaltiges, kaltes – und damit relativ schweres – Wasser, das mitsamt dem Nahrungsangebot absinkt. „Wir haben in der Tiefsee sogar grüne Klumpen gefunden”, sagt Angelika Brandt. „Worum es sich handelt, wissen wir nicht. Aber es ist eine organische Substanz – eine grünliche Masse, die wir Biologen als Fluff bezeichnen: Meeresschnee. Er war auf fast allen Unterwasserfotos zu sehen.” Dennoch sind die Lebewesen am Meeresgrund recht klein. Die meisten neu entdeckten Arten gehören zu den Asseln, Würmern, Muscheln, Schnecken oder Einzellern. Aber auch ein Kalkschwamm kam ans Licht, den es hier eigentlich gar nicht geben dürfte. Denn die Forscher gingen bisher davon aus, dass Organismen unter den extremen Druck- und Temperaturverhältnissen der Tiefsee kein Kalkskelett bilden können. Dieses Tier scheint der Physik zu trotzen. Wie es das fertigbringt, ist für die Wissenschaftler noch ein Rätsel. Inzwischen wurde auch ein anderes Dogma gekippt: dass es keinen Austausch von Organismen zwischen Arktis und Antarktis gibt, weil der Weg zu lang und unüberwindlich ist. Die Forscher entdeckten im tiefen Süden Arten, die aus der Arktis bekannt sind. Offenbar können planktonische Larven mit dem antarktischen Tiefenwasser über den Atlantik bis in nordpolare Gewässer reisen. Zu den spektakulären Funden gehören mehrere Arten fleischfressender Schwämme. Während die meisten Schwämme Nahrung aus dem Wasser filtern, greifen die antarktischen Räuber mit ihren Tentakel-Häkchen kleine Krebse, die sie dann aussaugen. Von den meisten anderen Arten wissen die Forscher nicht, was auf deren Speiseplan steht. Das ist ärgerlich, weil die Nahrung viel über die Art des Zusammenlebens verrät. Eine Folge-Expedition soll Licht in die Nahrungsketten der antarktischen Tiefsee bringen. Dann wollen die Wissenschaftler die gefangenen Tiere einfrieren, um anhand ihrer Lipide die Ernährungsgewohnheiten zu rekonstruieren. Bisher wurden die Organismen in Alkohol konserviert, was solche Untersuchungen unmöglich macht, weil sich die Fette darin lösen. Auch eine Analyse des Mageninhalts führt nicht weiter, weil die meisten Tiere im Todeskampf ihre letzte Mahlzeit restlos herauswürgen. Die Expeditionen in den kalten Süden haben den Forschern immer wieder eines gezeigt: dass ihr Wissen über das Leben in antarktischen Gewässern noch sehr dürftig ist. Von vielen dort häufigen Fischarten kennen die Biologen nicht einmal die Laichgründe. Rüdiger Riehl von der Universität Düsseldorf hat nun einen Weg gefunden, diese Lücke zu schließen. Er hat Fischeier mit dem Raster-Elektronenmikroskop untersucht und ist dabei auf charakteristische Strukturen gestoßen, die eine Zuordnung zu einer bestimmten Art ermöglichen. Der Biologe will nun aus den Fundstellen der Eier und der Geschwindigkeit von Meeresströmungen zurückrechnen, wo die Laichgründe liegen, die dann geschützt werden könnten. Bei der antarktischen Volkszählung ist Eile geboten. Denn die Temperaturen steigen im Südpolarmeer schneller als anderswo, und viele Organismen reagieren darauf äußerst empfindlich. Tiere und Pflanzen haben sich im Laufe von Jahrmillionen an das Leben unter extremen Bedingungen angepasst. Und viele werden wohl verschwinden, bevor Forscher sie entdecken. ■ KLAUS JACOB, freier Wissenschaftsjournalist in Stuttgart, berichtet in bdw regelmäßig über Polarforschung, zuletzt im Juniheft. Klaus Jacob COMMUNITY Lesen 60 Beiträge rund um die Pole: José L. Lozán (Hrsg.) Warnsignale aus den Polarregionen Wissenschaftliche Auswertung, Hamburg 2006, € 35,– Forscher des Alfred-Wegener-Instituts berichten: Gert Lange (Hrsg.) Eiskalte Entdeckungen – Forschungsreisen zwischen Nord- und Südpol Delius Klasing, Bielefeld 2001, € 26,– Internet Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung: www.awi.de British Antarctic Survey: www.antarctica.ac.uk Census of Antarctic Marine Life (CAML): www.caml.aq Ohne Titel · Weil im hohen Süden große Schelfeisplatten abbrechen, sind Forscher erstmals in der Lage, das Leben unter dem Eis gründlich zu studieren. · In der antarktischen Tiefsee haben Biologen überraschend artenreiche Lebensgemeinschaften aufgespürt. · Abwärtsströmungen sorgen hier für ein reiches Nahrungsangebot.