Langzeitforschung: Verlust von Artenvielfalt vor schmelzenden Küstengletschern

Schmelzende Gletscher führen zum Verlust von Artenvielfalt bei Bodenlebewesen im Küstenbereich der Antarktischen Halbinsel und beeinflussen so ein ganzes Ökosystem am Meeresgrund. Das zeigen wiederholte Tauchuntersuchungen, die Wissenschaftler aus Argentinien, Deutschland und Großbritannien und des Alfred-Wegener-Instituts, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) jetzt in einer Studie im Fachmagazin Science Advances veröffentlichen.

Die Wissenschaftler führen die schwindende Biodiversität im Küstenbereich auf eine verstärkte Trübung des Wassers zurück. Diese entsteht, wenn küstennahe Gletscher im Zuge der globalen Erwärmung schmelzen und dabei große Mengen Trübstoffe ins Meerwasser gelangen.

An der Westantarktischen Halbinsel ist die Temperatur in den letzten fünfzig Jahren nahezu fünfmal so schnell gestiegen wie im globalen Mittel. Wie sich der damit einhergehende Rückzug von Gletschern auf das Leben am Meeresgrund (Benthos) auswirkt, ist bisher nur unzureichend verstanden. Daher kartieren und analysieren Wissenschaftler am Dallmann-Labor die Bodenlebewesen in der Potter Cove – einer Bucht auf King George Island an der Westantarktischen Halbinsel.

Hier betreibt das Alfred-Wegener-Institut zusammen mit dem Argentinischen Antarktisinstitut (IAA) das Dallmann-Labor als Teil der argentinischen Forschungsstation Carlini. Untersuchungen von Bodenfauna und -flora sind seit zwei Jahrzehnten Teil der Langzeit-Messprogramme des Dallmann-Labors.

In den Jahren 1998, 2004 und 2010 fotografierten Taucher die Artengemeinschaften an drei verschiedenen Stationen in unterschiedlichen Wassertiefen. Eine Station liegt nahe an der Gletscherkante, die zweite in einem weniger vom Gletscher beeinflussten Gebiet und die dritte in der gering beeinflussten äußeren Bucht. Außerdem erfassten sie die Sedimentationsraten an diesen Stationen ebenso wie die Wassertemperatur und andere ozeanographische Parameter, um die biologischen Daten mit diesen Werten zu verknüpfen.

Ergebnis: Einige Arten reagieren sehr empfindlich auf hohe Sedimentationsraten. „Besonders hochwüchsige Ascidien, also Seescheiden, leiden unter den veränderten Bedingungen und verschwinden, während flachwüchsige Verwandte mit Trübung und Sedimentbedeckung gut zurechtkommen“, erklärt die AWI-Biologin Dr. Doris Abele. „Der Verlust wichtiger Arten verändert die küstennahen Ökosysteme und die hochproduktiven Nahrungsnetze in diesen Gebieten mit noch unabsehbaren längerfristigen Folgen“, so die Co-Autorin der Science Advances-Studie.

„Es war sehr entscheidend, eine Basis von Ausgangsdaten zu haben, an der wir die Veränderungen vergleichend messen konnten. Im Südozean haben wir vergleichsweise spät damit begonnen, diese Grundlagendaten zu schaffen“, sagt Erstautor und Meeresökologe Ricardo Sahade von der Universität Cordoba und CONICET, dem wissenschaftlichen und technischen Forschungszentrum Argentiniens, der die benthische Langzeitserie leitet. „Die Kombination dieser Beobachtungsmessserie mit ökologischen Begleituntersuchungen an wichtigen antarktischen Arten und die mathematische Modellierung erlaubt uns, die Veränderungen im Ökosystem für zukünftige Szenarien vorauszusagen“, kommentiert Co-Autor Fernando Momo von der argentinischen Universidad Nacional de General Sarmiento.

Das Dallmann-Labor an Carlini (der früheren Jubany-Station) startete im Jahr 1994 als bilaterale Einrichtung vom deutschen Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) und dem Argentinischen Antarktisinstitut (IAA). Mittlerweile ist es eine ausgewiesene Forschungsplattform für internationale und interdisziplinäre Netzwerk-Programme, die in der letzten Dekade von der Europäischen Union und argentinischen Stellen gefördert wurden. „Nachhaltige Langzeitforschung und koordinierte interdisziplinäre antarktische Forschungsprogramme sind essentiell, um die lokalen Veränderungen der Küstenökosysteme in der Antarktis im Zusammenhang mit der globalen Erwärmung zu erklären“, sagt Doris Abele. Sie koordiniert sowohl das aktuelle EU-Projekt IMCONet (http://www.imconet.eu) am Dallmann-Labor als auch Vorgänger-Projekte wie IMCOAST (http://www.imcoast.org), in deren Rahmen die Forschungen zur Studie stattfanden. Beteiligt an der Science Advances-Studie waren neben den argentinischen Partnern weitere Wissenschaftler vom British Antarctic Survey und der Universität Oldenburg.

Originalpublikation:
Ricardo Sahade, Cristian Lagger, Luciana Torre, Fernando Momo, Patrick Monien, Irene Schloss, David K.A. Barnes, Natalia Servetto, Soledad Tarantelli, Marcos Tatián, Nadia Zamboni, Doris Abele: Climate change and glacier retreat drive shifts in an Antarctic benthic ecosystem. Science Advances 2015; DOI: 10.1126/sciadv.1500050

Ihre Ansprechpartnerinnen am Alfred-Wegener-Institut sind Dr. Doris Abele (E-Mail: Doris.Abele@awi.de) sowie in der Pressestelle Dr. Folke Mehrtens (Tel.: 0471 4831-2007; E-Mail: Folke.Mehrtens@awi.de).

Das Alfred-Wegener-Institut forscht in der Arktis, Antarktis und den Ozeanen der gemäßigten sowie hohen Breiten. Es koordiniert die Polarforschung in Deutschland und stellt wichtige Infrastruktur wie den Forschungseisbrecher Polarstern und Stationen in der Arktis und Antarktis für die internationale Wissenschaft zur Verfügung. Das Alfred-Wegener-Institut ist eines der 18 Forschungszentren der Helmholtz-Gemeinschaft, der größten Wissenschaftsorganisation Deutschlands.