Wasser blau – Badestrand grün

Fadenalgen sind eine neue Bedrohung für klare Seen weltweit.

Viele klare Seen der Welt sind von einem neuen Phänomen betroffen: In Ufernähe, wo Menschen spielen oder schwimmen, ist der Seeboden mit grünen Algenteppichen bedeckt. Es sind Massenansammlungen von Fadenalgen, die inzwischen sogar in abgelegenen Bergseen sowie in einigen großen Seen wie dem Lake Tahoe (USA) und dem Baikalsee (Russland) auftreten. Eine internationale Gruppe von Seenforscher*innen unter Beteiligung des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) macht auf das Problem aufmerksam und hat mögliche Ursachen zusammengetragen. Denn Fadenalgenblüten verändern das Ökosystem tiefgreifend und können Probleme für die Gewässernutzung verursachen.

Ein internationales Forschungsteam hat in einer aktuellen Fachveröffentlichung die möglichen Auslöser für die beobachteten Massenentwicklungen von Fadenalgen in sauberen Seen zusammengetragen. Diskutiert werden lokale und globale Einflüsse: zunehmende Nährstoffeinträge, der Verlust fadenalgenfressender Wassertiere, der Klimawandel und invasive Arten.

Über die ökologischen Auswirkungen ist wenig bekannt, für Badende gibt es Risiken

Fadenalgen sind keine einzelne Art, viele verschiedene Arten werden aufgrund ihres Aussehens unter diesem Begriff zusammengefasst. Die Massenansammlungen von Fadenalgen können Gemeinschaften anderer Lebewesen auf dem Seeboden gefährden und die Nahrungsnetze verändern; viele der möglichen Auswirkungen kennen die Forschenden jedoch noch nicht. Für Badende sind die grünen Algenteppiche nicht nur unansehnlich – in ihnen können sich auch Giftstoffe von Cyanobakterien anreichern. Hunde scheinen von dem fischigen Geruch der Algen angezogen und laufen dann Gefahr, die Giftstoffe aufzunehmen. „Auch in Deutschland gibt es Probleme mit Massenentwicklungen von Fadenalgen an einigen Seen“, sagt IGB-Forscherin Dr. Sabine Hilt, Co-Autorin der Studie.

Bisheriges Paradigma: Stickstoff- und Phosphor begünstigen die Algenentwicklung

Massenentwicklungen von Algen waren bislang vor allem ein Phänomen in Seen mit hohen Einträgen an Stickstoff und Phosphor. Diese Nährstoffe gelangen meist über die Landwirtschaft oder städtische Abflüsse in Gewässer und fördern das Algenwachstum.
Als typisch für klare und nährstoffarme Seen hingegen galten Algenarten, die unscheinbar sind – langsam und in tieferen Gewässerschichten wachsen, wo aufgrund der Klarheit des Wassers immer noch genug Licht hinkommt. „Wir sind sehr erstaunt, dass Seen, um die wir uns als Ökologinnen und Ökologen bisher kaum Sorgen machen mussten, nun von Fadenalgenblüten in der flachen Uferzone betroffen sind“, äußert Sabine Hilt.

Auch klare Seen sind zunehmend mit Nährstoffen belastet: Beispiel Baikalsee

Fadenalgen haben einen höheren Nährstoffbedarf, insbesondere für Nitrat und Ammonium als die kleineren, langsam wachsenden Arten, die sie ersetzen. Tatsächlich ist es so, dass in einigen ehemals klaren und nährstoffarmen Seen in den letzten Jahren die Nährstoffzufuhr zugenommen hat. Ein Beispiel ist der Baikalsee in Sibirien – bekannt für seinen unvergleichlichen Reichtum an Tier- und Pflanzenarten. Diese Artenvielfalt ist bedroht, denn die Masse an Fadenalgen hat sich in den letzten zehn Jahren verfünffacht. Ein möglicher Grund dafür sind Stickstoff- und Phosphoreinträge aus unbehandelten menschlichen Abwässern, die in den See eingeleitet werden. Auch Waldbrände haben bewirkt, dass mehr Nährstoffe aus dem Umland in den See gelangten.

Fadenalgenfressende Kleinstlebewesen fehlen

Die Hauptautorin Dr. Yvonne Vadeboncoeur, Professorin an der amerikanischen Wright State University, ist besorgt darüber, dass der weit verbreitete Einsatz von Pestiziden oder andere Stressfaktoren Kleinstlebewesen im Gewässer abtöten. Auch dieser Prozess könnte dazu beitragen, dass Fadenalgen sich ausbreiten, anstatt gefressen zu werden.

Durch den Klimawandel werden Fadenalgenblüten allgemein zunehmen

Ein anderer Autor der Studie, Dr. Sudeep Chandra von der amerikanischen Universität Nevada, weist darauf hin, dass Fadenalgen in klaren Bergseen im Westen der USA auftreten, weil die Wassertemperaturen steigen und die Sommer länger werden. Im Lake Tahoe hängt das zunehmende Vorkommen ausgedehnter Fadenalgenblüten in den flachen Uferzonen mit der kürzeren Schneebedeckung und den Veränderungen des unterirdischen Wasserflusses durch den Klimawandel zusammen. Diverse indirekte Effekte, beispielsweise auf die Struktur von Nahrungsnetzen, sind dabei oft stärker in ihren Auswirkungen als die direkt durch die Temperatur verursachten Veränderungen.

Invasive Zebramuschel verbessert Lebensbedingungen für Fadenalgen

In den Großen Seen in Nordamerika hat sich vor 30 Jahren die gebietsfremde Zebramuschel stark ausgebreitet. Die kleinen Schalentiere leben von frei schwebenden Organismen im Wasser – dem Plankton – und machen die darin gebundenen Nährstoffe für Fadenalgen verfügbar. Die starke Ausbreitung der Zebramuschel ging daher mit Massenentwicklungen von Fadenalgen in den Uferzonen einher.

Bürger*innen könnten beim Monitoring hilfreich sein

„Unsere Übersichtsstudie legt nahe, dass vielfältige Umweltstressoren das Phänomen beeinflussen. Wir wissen aber noch viel zu wenig darüber, wo und in welchem Ausmaß sich Fadenalgen stark ausbreiten. Für die meisten Langzeituntersuchungen werden Wasserproben in der Mitte des Sees entnommen und und hinsichtlich des Planktons untersucht, während das Ufer bisher weniger im Fokus stand. Das muss sich ändern. Fadenalgenentwicklungen zu beobachten ist jedoch komplex, da ihre Vorkommen heterogen und oft lokal begrenzt sind. Daher könnten auch Laienforscher – Citizen Scientists – hilfreich sein, die ihre Beobachtungen per Handy teilen. Auch die Nutzung von Fernerkundungsmethoden wird sicher an Bedeutung gewinnen“, so der Ausblick von Sabine Hilt.

Über das Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB):

Die Arbeiten des IGB verbinden Grundlagen- mit Vorsorgeforschung als Basis für die nachhaltige Bewirtschaftung der Gewässer. Das IGB untersucht dabei die Struktur und Funktion von aquatischen Ökosystemen unter naturnahen Bedingungen und unter der Wirkung multipler Stressoren. Forschungsschwerpunkte sind unter anderem die Langzeitentwicklung von Seen, Flüssen und Feuchtgebieten bei sich rasch ändernden Umweltbedingungen, die Entwicklung gekoppelter ökologischer und sozioökonomischer Modelle, die Renaturierung von Ökosystemen und die Biodiversität aquatischer Lebensräume. https://www.igb-berlin.de

Medieninformationen im Überblick: https://www.igb-berlin.de/newsroom
Anmeldung für den IGB-Newsletter: https://www.igb-berlin.de/newsletter
IGB bei Twitter: https://twitter.com/LeibnizIGB

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

PD Dr. Sabine Hilt
Forschungsgruppenleiterin am Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)
E-Mail: hilt@igb-berlin.de
Tel.: +49 (0)30 64181 677

Originalpublikation:

Yvonne Vadeboncoeur, Marianne V Moore, Simon D Stewart, Sudeep Chandra, Karen S Atkins, Jill S Baron, Keith Bouma-Gregson, Soren Brothers, Steven N Francoeur, Laurel Genzoli, Scott N Higgins, Sabine Hilt, Leon R Katona, David Kelly, Isabella A Oleksy, Ted Ozersky, Mary E Power, Derek Roberts, Adrianne P Smits, Oleg Timoshkin, Flavia Tromboni, M Jake Vander Zanden, Ekaterina A Volkova, Sean Waters, Susanna A Wood, Masumi Yamamuro, Blue Waters, Green Bottoms (2021): Benthic Filamentous Algal Blooms Are an Emerging Threat to Clear Lakes Worldwide, BioScience, biab049, https://doi.org/10.1093/biosci/biab049

https://www.igb-berlin.de