Die Auswirkungen von Ozeanversauerung auf Fischbestände
Der Gehalt an Kohlendioxid (CO2) in der Atmosphäre hat sich seit der industriellen Revolution im 19. Jahrhundert von 280 ppm (parts per million = Millionstel) auf heute 400 ppm erhöht. Wenn die momentanen anthropogenen Emissionen wie bisher fortgeführt werden, wird der CO2-Gehalt in der Atmosphäre 900 ppm im Jahre 2100 übertreffen. Diese Erkenntnis zeigt, dass Veränderungen heute in einer Geschwindigkeit ablaufen, die es bisher nicht gegeben hat. Zwar sind die Meere in der Lage, einen Teil dieses anthropogen produzierten CO2 zu absorbieren. Da CO2 sich aber nicht wie Sauerstoff einfach im Wasser löst, sondern mit Wasser reagiert, bilden sich über einen Zwischenschritt Wasserstoff-Ionen, die das Meer saurer machen (Verringerung des pH Wertes). Wir sprechen daher von Ozeanversauerung. Neben der Versauerung führt eine Zunahme des CO2-Gehaltes in der Atmosphäre gleichzeitig zu einer Temperaturerhöhung in den Ozeanen.
Damit sind die Organismen, die im Meer leben, doppelt beeinflusst: Zum einen wird es für sie wärmer, zum anderen saurer. Auch wenn sie sich evolutionär an Veränderungen angepasst haben und Veränderungen im pH Wert tolerieren und regulieren können, müssen sie dafür Energie aufwenden, die ihnen für andere Prozesse wie Wachstum und Fortpflanzung nicht mehr vollständig zur Verfügung steht.
Dr. Catriona Clemmesen-Bockelmann ist Fischereibiologin am GEOMAR Helmholtz Zentrum für Ozeanforschung in Kiel. Sie ist Leiterin der Arbeitsgruppe Fischlarvenökologie und Aquakultur in der Abteilung Evolutionsökologie mariner Fische und arbeitet seit Jahren an Fragestellungen zu Auswirkungen von Klimawandel auf den Nachwuchs von kommerziell wichtigen Fischbeständen. Sie hat mit ihrer Gruppe mehrere internationale Experimente zum Einfluss von Ozeanversauerung auf Dorsch und Hering durchgeführt.
Um den direkten Effekt von Ozeanversauerung auf Merkmale wie Wachstum, Entwicklung, Stoffwechsel und Überleben von Fischlarven untersuchen zu können, sind Experimente unter kontrollierten Bedingungen im Labor erforderlich. Dorschlarven, die bei erhöhten CO2 -Gehalten aufgezogen wurden, zeigten Schädigungen wichtiger Organe, wie Leber, Nieren und Bauchspeicheldrüse. Sterblichkeitsraten in der kritischen Phase zwischen dem Schlüpfen aus dem Ei und der Ausbildung funktionaler Kiemen, die für die Regulation der zusätzlichen Wasserstoff-Ionen gebraucht werden, verdoppelten sich bei CO2-Gehalten von 1100 ppm. Bei Verwendung dieser Sterblichkeitsraten in Fischbestandsentwicklungsmodellen ergab sich, dass die Nachwuchsproduktion der Dorsche auf ¼ bis 1/12 des bisherigen Wertes für den Barentssee Dorsch und den Ostsee Dorsch sinken würde.
Inwieweit Fische, die eine lange Generationszeit haben, in der Lage sein werden, sich an Veränderungen anpassen zu können, ist Gegenstand der Forschung. Ein Vergleich von Populationen, die in sehr unterschiedlichen Umweltbedingungen leben, zeigt höhere Toleranz gegenüber Stressoren, wenn die Fische bereits starke Schwankungen in der Temperatur und im pH-Wert in ihrer Umwelt erleben. Um einen Puffer für mögliche Selektion auf die verschiedenen Klima-Stressoren zu haben und ein mögliches Anpassungspotential ausschöpfen zu können, ist eine ausreichende Fischbestandgröße und ein vernünftiges, ökosystembasiertes Management erforderlich. Nur dann kann diese wertvolle Ressource, die bereits durch Überfischung und Klimaveränderungen gefährdet ist, langfristig geschützt werden.
Die hier veröffentlichten Inhalte und Meinungen der Autoren entsprechen nicht notwendigerweise der Meinung des Wissenschaftsjahres 2016*17 – Meere und Ozeane.