Antarktis anfällig für eingeschleppte Arten, die auf Plastik und organischem Material mitreisen, zeigt ein ozeanographisches Modell

21. August 2024

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von der University of New South Wales

Neue ozeanographische Modellierungen zeigen, dass die einzigartigen Ökosysteme der Antarktis durch das Eindringen nicht einheimischer mariner Arten und die Verschmutzung der Meere aus den Landmassen der Südhalbkugel bedroht sein könnten.

Ein heute in Global Change Biology veröffentlichte Studie von Wissenschaftlern der UNSW Sydney, ANU, University of Otago und der University of South Florida legt nahe, dass schwebende Objekte aus mehr Quellen in die Gewässer der Antarktis gelangen können als bisher angenommen.

"Eine zunehmende Menge an Plastik und anderen vom Menschen hergestellten Trümmern in den Ozeanen bedeutet, dass potenziell mehr Möglichkeiten für Lebewesen bestehen, die Antarktis zu erreichen", sagt Hauptautorin Dr. Hannah Dawson, die die Studie im Rahmen ihres Promotionsstudiums an der UNSW durchgeführt hat und nun an der Universität von Tasmanien tätig ist.

Nicht einheimische Arten - darunter eine Vielzahl kleiner mariner Wirbellosen - können die Antarktis erreichen, indem sie auf schwebenden Objekten wie Seetang, Treibholz, Bimsstein und Plastik reiten. Bisher dachten Wissenschaftler, dass diese Arten nur von abgelegenen und unbewohnten Inseln im Südpolarmeer getrieben wurden. Diese neue Forschung legt jedoch nahe, dass sie die antarktische Küste von allen südlichen Kontinenten aus erreichen können.

"Wir wussten, dass Seetang von subantarktischen Inseln wie Macquarie und Kerguelen Islands aus zur Antarktis treiben konnte, aber unsere Studie legt nahe, dass schwebende Objekte die Antarktis aus viel weiter nördlichen Regionen erreichen können, einschließlich Südamerika, Neuseeland, Australien und Südafrika", sagt Dr. Dawson.

Co-Autor Professor Crid Fraser von der Universität Otago sagt, dass Seetang einen potenziell doppelten Schlag für das marine Ökosystem der Antarktis darstellen könnte.

"Südlicher Stierkelp und Riesenkelp sind sehr groß - oft mehr als 10 m lang - und schaffen einen waldähnlichen Lebensraum für viele kleine Tiere, die sie auf den langen Trecks zur Antarktis mitnehmen können", sagt sie. "Wenn sie die Antarktis besiedeln, könnten sich die marinen Ökosysteme dort dramatisch verändern."

Das Team verfolgte mit modellierten Oberflächenströmungs- und Wellendaten von 1997 bis 2015 die Bewegung von schwimmendem Müll aus verschiedenen südlichen Hemisphärenquellen zur Antarktis und gewann wertvolle neue Einblicke in die Häufigkeit und Wege der marinen Verbreitung.

"Wir konnten analysieren, wie häufig diese Treibverbindungen sind, indem wir die Verbreitungspfade über 19 Jahre unterschiedlicher ozeanographischer Bedingungen simuliert haben", sagt die ANU-Ko-Autorin Dr. Adele Morrison.

"Wir stellten fest, dass schwimmende Objekte in jedem simulierte Jahr die antarktische Küste erreichten. Es scheint eine ständige Bombardierung von allem zu geben, was schwimmt - ob es sich um Seetang oder eine Plastikflasche handelt."

Dr. Dawson vergleicht den Computermodellierungsprozess mit dem Spiel 'Stöckchenziehen' aus dem Kinderklassiker Winnie the Pooh.

"Stellen Sie sich vor, Sie werfen ein Stöckchen in einen Fluss und rennen dann flussabwärts, um zu sehen, wo es endet. Das ist im Grunde das, was wir mit unseren Modellierungen machen, allerdings mit simulierten Meeresströmungen anstelle eines Flusses", sagt Dr. Dawson.

"Wir haben Millionen von virtuellen Partikeln - die Treibobjekte darstellen - aus jedem der Quellländer freigesetzt und ihre Bahnen über 19 Jahre geschätzter Oberflächenozeanströmungen und Oberflächenwellen modelliert. Nachdem wir die Simulationen durchgeführt hatten, konnten wir sehen, wohin sie wahrscheinlich gelangen würden.

"Die kürzeste Zeit, die Partikel benötigten, um die antarktische Küste zu erreichen, war von Macquarie Island südlich von Neuseeland, von denen einige in knapp unter 9 Monaten ankamen. Im Durchschnitt dauerte die längeste Reise für Objekte, die aus Südamerika freigesetzt wurden", sagt sie.

Die Forschung beleuchtet auch, welche Regionen der antarktischen Küste am meisten durch das Eindringen nicht einheimischer Arten gefährdet sind.

"Die meisten dieser Treibobjekte erreichen die Spitze der Antarktischen Halbinsel, eine Region mit relativ warmen Wassertemperaturen und oft eisfreien Bedingungen. Diese Faktoren machen sie zu einem wahrscheinlichen Gebiet für die Erstbesiedlung nicht einheimischer Arten", sagt UNSW Scientia Professor Matthew England, der ebenfalls Co-Autor ist.

Der dramatische Rückgang des antarktischen Meereises in den letzten Jahren macht diese Treibverbindungen besonders besorgniserregend.

"Meereis ist sehr abrasiv und wirkt daher als Barriere für viele nicht einheimische Arten, um erfolgreich um die Antarktis herum Fuß zu fassen", sagt Dr. Dawson.

"Wenn der kürzliche Rückgang des antarktischen Meereises anhält, dann könnten Lebewesen, die an der Oberfläche treiben oder an schwebenden Objekten festhalten, es einfacher haben, den Kontinent zu besiedeln, was möglicherweise große Auswirkungen auf die Ökosysteme haben könnte."

Weitere Informationen: Schwimmender Schutt und Organismen können aus allen größeren Landmassen der südlichen Hemisphäre an die antarktischen Küsten treiben, Global Change Biology (2024). DOI: 10.1111/gcb.17467 Journalinformation: Global Change Biology Bereitgestellt von University of New South Wales