Hitzestress und saures Wasser

Überfischung, Klimawandel, Verschmutzung - die Ozeane stehen im 21. Jahrhundert unter Stress. Beispiel: Treibhauseffekt. Die Wassertemperatur entscheidet ganz wesentlich, welche Art wo leben kann: Wird es ihnen zu warm, weichen die Tiere aus - und damit verändern sich Aufbau und Funktion der Ökosysteme. Das vom Menschen freigesetzte Kohlendioxid facht aber nicht nur den Klimawandel an, sondern lässt auch die Meere saurer werden, weil es den pH-Wert senkt. Auch darauf reagieren die Organismen - und anscheinend vor allem die, die ohnehin schon unter Hitzestress leiden:

"Wahrscheinlich verstärkt die Meeresversauerung die Empfindlichkeit der Organismen gegenüber dem Klimawandel. Sie wird wohl den Lebensraum der Tiere weiter schrumpfen lassen und die Veränderungen in Struktur und Funktionsweise der Ökosysteme verstärken."
erklärt Hans Pörtner vom Alfred-Wegener Institut für Meeresforschung in Bremerhaven. Wie beim Klimawandel gibt es auch bei der Meeresversauerung Kritiker. Die fragten, ob die Tiere wirklich sehr empfindlich auf die Meeresversauerung reagieren, weil der pH-Wert im Meerwasser beispielsweise im Lauf eines Tages auch natürlicherweise schwankt. Und zwar durchaus um spürbare Beträge. Um diesem Einwand zu begegnen, ahmte Chris Langdon von der University of Miami in seinen Versuchen diese natürlichen Schwankungen nach. Und so schickte er Korallen aus Riffen vor Florida auf eine Zeitreise:

"Als wir den Kohlendioxidgehalt im Meerwasser auf einen in wenigen Jahrzehnten zu erwartenden Wert anhoben, bremste das das Wachstum der beiden von uns ausgewählten Korallenarten - aber es kam zu keiner Korallenbleiche. Die trat erst ein, als wir dazu die Temperatur erhöhten. Die beiden Stressfaktoren wirken also unterschiedlich: Die Versauerung der Meere sorgte für ein langsameres Wachstum, und die Erwärmung greift die Gesundheit der Algen an, die mit den Korallen in Symbiose leben."

So starb im Experiment die eine Korallenart binnen weniger Wochen des kombinierten Stresses ab. Die andere überlebte, da sie mit hitzetoleranteren Algen zusammenlebt. Das Problem:

"Wir können nicht von der Reaktion der einen Art auf die einer anderen schließen. Wir vertreten die Hypothese, dass die Frage, wie ein Organismus mit Stressfaktoren wie Versauerung oder Klimawandel zurecht kommt, von der Energie abhängt, die ihm zur Verfügung steht. Einige Arten fressen einfach mehr und kommen zurecht. Andere können nicht viel mehr fressen und Energie aufbringen: Sie wachsen langsamer. Wieder andere sterben."
Sam Dupont von der Universität Göteborg. Um diese Hypothese zu testen, untersuchte er im Labor, wie Seeigel-Larven auf die Umweltveränderungen reagieren:

"Wir setzten die Larven einer ganzen Bandbreite von pH-Werten aus. Sie reichten von den 8,1, die wir heute messen, bis zum 6,5. Solange der pH-Wert nur wenig niedriger wurde, fraßen sie etwas mehr und wuchsen langsamer, aber es ging ihnen ganz gut. Als wir den pH weiter senkten, wuchsen sie asymmetrisch. Die Larven dieser See-Igelart kamen ab pH-Werten von 7 oder 7,5 nicht mehr zurecht."

Bei 6,5 teilten sie sich gar nicht mehr: Innerhalb weniger Tage starben die Larven ab.

"Bei diesem Experiment fiel ins Auge, dass sich die Seeigellarven solange anpassen konnten, wie der pH-Wert innerhalb der natürlichen Grenzen blieb. Ging die Versauerung über dieses Fenster hinaus, bekamen die Seeigel eine Menge Ärger - und das können wir auch für die Zukunftsozeane erwarten."

Für Sam Dupont sprechen diese Laborergebnisse für die Energie-Hypothese: Die Seeigellarven werden so lange mit der Versauerung fertig, wie sie noch ihren Stoffwechsel hochfahren könnten, um die negativen Folgen zu bekämpfen.