Kannibalismus im Nordatlantik

AWI-Wissenschaftler und US-Kollegen entdecken Bestandskontrolle bei Planktonkrebsen durch Auffressen der Nachkommen, veröffentlicht im Wissenschaftsmagazin Nature vom 9. August (Density-dependent mortality in an oceanic copepod population, Nature vom 9.8.2001, M. D. Ohman, Scripps Institution of Oceanography, San Diego, USA und H.-J. Hirche, Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung, Bremerhaven)

Anhand intensiver Probenahmen in der Norwegischen See und der Anwendung einer neuen Analysemethode konnten Marc Ohman vom Scripps Institution of Oceanography, San Diego/USA, und Hans-Jürgen Hirche vom Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung (AWI) in Bremerhaven nachweisen, dass eine bestimmte Art von winzigen Planktonkrebsen zur Regulierung des Bestands eigene Artgenossen auffrisst.

Nach bisher gängiger Auffassung werden Bestandsänderungen bei Ruderfußkrebsen (Fachbegriff Copepoden) durch äußere Faktoren wie Meeresströmungen, Temperatur und Nahrungsangebot gesteuert. Auf dieser Grundlage untersuchte man in den letzten Jahren die Zusammenhänge zwischen Futterangebot, Wachstum und Fortpflanzungsvermögen.

Die Beobachtung von Ohman und Hirche zeigt jedoch, dass dieser Ansatz nicht ausreicht. Zusätzlich zur Messung der Eiablage untersuchten sie die Sterblichkeitsraten der Ruderfußkrebse. In ihrer Untersuchung, veröffentlicht im Wissenschaftsmagazin Nature vom 9. August (Density-dependent mortality in an oceanic copepod population, Nature vom 9.8.2001, M. D. Ohman, Scripps Institution of Oceanography, San Diego, USA und H.-J. Hirche, Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung, Bremerhaven), stellten sie fest, dass die Sterblichkeit der Eier des Ruderfußkrebses Calanus finmarchicus in direktem Zusammenhang zum Bestand an Weibchen stand. Offenbar fressen die Weibchen die Eier und die jungen Larven. „Wir beobachteten, dass die Zahl der Nachkommen trotz ständiger Eiablage durch die Weibchen nicht zunahm“, so die beiden Wissenschaftler, „offensichtlich handelt es sich dabei um Kannibalismus, einen Mechanismus der Selbstregulation unter bestimmten Umständen, den bisher niemand im offenen Ozean festgestellt hat.“

Die winzigen Ruderfußkrebse (ein Calanus finmarchicus ist etwa drei Millimeter lang) sind die Gruppe von vielzelligen Organismen, die im Meer und vielleicht auf der ganzen Erde am häufigsten vorkommt. Sie spielen im Nahrungsnetz eine Schlüsselrolle: Sie fressen einzellige Algen und sind Futter für eine Vielzahl von Fischen, Meeressäugern und Vögeln. Auch an der „Biologischen Pumpe“ des Weltmeeres, dem Austausch von Kohlenstoff zwischen Atmosphäre und Meer, sind sie maßgeblich beteiligt.

Die Grundlage für die neue Beobachtung sind Planktonproben, die zwischen März und Juni, der Hauptentwicklungszeit von Calanus, in der Norwegischen See auf der Position von Wetterschiff M (66°N, 2°E), nördlich von England und östlich von Island, fast täglich genommen wurden. Die Untersuchung fand in Zusammenarbeit mit englischen und norwegischen Wissenschaftlern als Teil des EU-Projektes TASC (Trans Atlantic Study of Calanus) statt. Das Unternehmen war nur durch enge internationale Kooperation möglich. „Wir wissen, wie viel wir den beteiligten Studenten verdanken, die die Expedition mit vorbereiteten und vor allem im Frühjahr trotz rauer See an Bord arbeiteten“, erkennt Hirche die Leistung seiner Mitarbeiter an. „Wegen dieser Schwierigkeiten hat auch noch niemand auf dem offenen Meer einen solchen Datensatz gesammelt. Diese Sammelstrategie ist wegen der kurzen Entwicklungszeit der Ruderfußkrebse – ihre Generationszeit beträgt ca. ein Monat bei 7°C, und einzelne der zwölf Entwicklungsstadien dauern nur wenige Tage – und der hohen, manchmal täglichen Schwankungen im Nahrungsangebot zwingend erforderlich.“ Um solche Daten zukünftig durch automatische Probennahme über eine längere Zeit gewinnen zu können, wollen die Wissenschaftler Ende dieses Jahres auf Helgoland verankerte Geräte installieren.

Der Zusammenhang zwischen Eiersterblichkeit und Anzahl der Weibchen wurde durch eine neue numerische Methode entdeckt, die Ohman zur Untersuchung von Copepodenpopulationen entwickelte. „Früher haben die Leute zur Vorhersage von Planktonbeständen für die gesamte Population eine vernünftig erscheinende Mortalitäts-Konstante gewählt.“ so Ohman. „Wir haben einen bestandslimitierenden Mechanismus gefunden, der eine neue Komponente darstellt. Künftig wird man die Sterblichkeitsraten stärker einbeziehen müssen.“

Von praktischer Bedeutung ist dieses Ergebnis für Modellrechnungen von marinen Ökosystemen und Nahrungsnetzen, z.B. um den Einfluss von Klimaänderungen vorherzusagen. „Will man verstehen, wie Schwankungen bei Beständen von Ruderfußkrebsen und Fischen zusammenhängen, muss man die Bestandsentwicklung dieser Ruderfußkrebse verstehen und korrekt berechnen können. Und das ist unser Ziel – einen Beitrag zur besseren Vorhersage durch bessere Modelle zu leisten,“ so die beiden Forscher.

Die Untersuchung wurde durch die EU und die National Science Foundation sowie die National Oceanic and Atmospheric Administration im Rahmen des US-amerikanischen GLOBEC Programms unterstützt.