Marine Ökosysteme im Anthropozän angekommen

Gemeinschaften marinen Planktons aus heutiger und vorindustrieller Zeit unterscheiden sich. Das haben Forschende des MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften der Universität Bremen sowie der Universität Oldenburg nachgewiesen. Die Fachzeitschrift Nature veröffentlicht die Ergebnisse.

Der von Menschen verursachte Klimawandel wirkt sich auf die Artenvielfalt und Ökosysteme aus, und marine Ökosysteme sind keine Ausnahme.Um zu bewerten, wie genau der Klimawandel Ökosysteme beeinflusst, muss der aktuelle Zustand mit vorindustriellen Zeiträumen verglichen werden. Dazu haben die Forscher die Zusammensetzung fossilen Planktons (Foraminiferen) in Sedimenten aus der vorindustriellen Ära mit der aus neuerer Zeit verglichen. Das marine Plankton hat das „Anthropozän“ – Menschzeitalter – erreicht.

Planktonische Foraminiferen sind Kleinstlebewesen, die an der Oberfläche der Ozeane leben. Sterben sie, lagern sich ihre Kalkgehäuse in Meeresbodensedimenten ab. Solche fossilen Foraminiferen dokumentieren den Zustand der Ozeane, bevor der Mensch begonnen hat, das Klima zu beeinflussen. Der heutige Zustand ist wiederum in Proben aus Sinkstofffallen der vergangenen 50 Jahre abgebildet. Durch den Vergleich von fossilen und modernen Lebensgemeinschaften der Foraminiferen können Forschende abschätzen, wie sehr sich das Plankton seit der Industrialisierung verändert hat.

Für ihre Studie haben Dr. Lukas Jonkers und Prof. Michal Kucera vom MARUM an der Universität Bremen sowie Prof. Helmut Hillebrand vom Institut für Chemie und Biologie des Meeres (ICBM) der Universität Oldenburg über 3.700 Datensätze aus Sedimenten aus vorindustrieller Zeit mit Proben aus Sinkstofffallen verglichen, die den Zustand des Planktons von 1978 bis 2013 zeigen. So kommen die Forscher zu dem Schluss, dass sich die heutige Zusammensetzung der Arten von der in der vorindustriellen Zeit systematisch unterscheidet. „Das erstaunliche war, dass dieser Unterschied nicht zufällig ist, sondern ein Signal der Erderwärmung zeigt: Heutige Lebensgemeinschaften in sich erwärmenden Regionen stimmen mit vorindustriellen Lebensgemeinschaften aus wärmeren Regionen überein“, erklärt Lukas Jonkers. Das bedeutet auch: Die modernen Artengemeinschaften am selben Standort sind andere als zu vorindustrieller Zeit.

„Wir wissen schon lange, dass sich Artengesellschaften verändern, aber für viele Lebensgemeinschaften gibt es wegen zu kurzer Beobachtungen keine belastbaren und vor allem globalen Vergleichsgrößen“, sagt Jonkers. Das habe sich nun mit den analysierten Daten geändert. „Der Datensatz ist groß und damit auch global repräsentativ.“ Das Beunruhigende an der Beobachtung sei, dass in vielen Regionen des Ozeans die Planktongemeinschaften offensichtlich „in fremde Gewässer“ abgewandert sind. Dort müssen sie sich an neue Bedingungen anpassen und unter Umständen ihre Nahrungsnetze neu bilden. „Die Frage ist, ob sie dies zügig tun können, oder ob der Klimawandel zu schnell voranschreitet, als dass die Gemeinschaften sich anpassen könnten“, sagt Michal Kucera.

„Unsere Kooperation zeigt, wie wichtig es ist, dass Paläoökologie und moderne Biodiversitätsforschung zusammenarbeiten“, fügt Helmut Hillebrand hinzu. Er leitet die Arbeitsgruppe Planktologie des ICBM und das Helmholtz-Institut für Funktionelle Marine Biodiversität an der Universität Oldenburg. „Unsere Studie hilft zu verstehen, wie der Klimawandel die Biodiversität beeinflusst. Das ist eine der Hauptfragen des jüngst veröffentlichten globalen Berichts des Weltbiodiversitätsrates.“

Die Reaktionen mariner Ökosysteme auf Klimawandel werden von den Forschenden in Oldenburg und Bremen im Exzellenzcluster „Der Ozeanboden – unerforschte Schnittstelle der Erde“ künftig weiter untersucht.

Weitere Informationen:

Originalveröffentlichung: Lukas Jonkers, Helmut Hillebrand, Michal Kucera: Global change drives modern plankton communities away from pre-industrial state. Nature 2019. DOI: 10.1038/s41586-019-1230-3

www.marum.de/index.html

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