"Das Lebenszyklus des 'Sea butterfly' wird durch den Klimawandel bedroht und kann sich auf das Ökosystem des Südlichen Ozeans auswirken."

11. Mai 2023

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von Frontiers

Die Weltmeere nehmen etwa ein Viertel aller Kohlenstoffdioxid (CO2)-Emissionen auf. Während der Aufnahme reagiert das CO2 mit dem Meerwasser und die pH-Werte des Ozeans sinken. Dies wird als Ozeanversauerung bezeichnet und führt zu niedrigeren Kohlenstoffionenkonzentrationen. Bestimmte Bewohner des Ozeans nutzen Kohlenstoffionen zum Aufbau und Erhalt ihrer Schalen. Pteropoden, die wichtige Bestandteile des marinen Ökosystems sind, gehören dazu.

Bestimmte Aspekte von Pteropoden, wie etwa Lebenszyklen und Populationsdynamiken, sind nicht gut erforscht. Dies liegt zum Teil an ihrer Größe – einige Meeresschmetterlingsarten messen weniger als einen Millimeter – und an ihrer schlechten Überlebensrate auf lange Sicht in Gefangenschaft. Ein Team von Meereswissenschaftlern hat nun Lebenszyklen, Abundanz und saisonale Variabilität von beschalten Meeresschmetterlingen im nordöstlichen Scotia-See untersucht, einer Region, die einige der schnellsten Klimaveränderungen im Südpolarmeer durchläuft.

"Ein Rückgang der antarktischen Pteropoden-Populationen im Ozean könnte Auswirkungen auf die Nahrungskette und den Kohlenstoffkreislauf haben", sagte Dr. Clara Manno, Forscherin am British Antarctic Survey und korrespondierende Autorin der Studie, die in Frontiers in Marine Science veröffentlicht wurde. "Kenntnisse über den Lebenszyklus dieses Schlüsselorganismus könnten die Vorhersage der Auswirkungen von Ozeanversauerung auf das Antarktis-Ökosystem verbessern."

Für ihre Arbeit sammelten die Wissenschaftler Meeresschmetterlinge in einer Sedimentfalle, einem Probenahmegerät, das in 400 Metern Tiefe verankert ist. "Es ist unmöglich, den vollständigen Lebenszyklus von Meeresschmetterlingen in einem Labor zu beobachten, daher mussten wir Informationen über ihre Fortpflanzung, Wachstumsrate und Populationsstruktur zusammentragen", fügte Dr. Vicky Peck, Forscherin am British Antarctic Survey und Co-Autorin der Studie, hinzu. "Mit Sedimentfallenproben haben wir erfolgreich ihren Lebenszyklus über ein Jahr rekonstruiert."

Für die beiden dominierenden Arten, die gesammelt wurden – Limacina rangii und Limacina retroversa – beobachteten die Wissenschaftler kontrastierende Lebenszyklen, die zu unterschiedlichen Verwundbarkeiten gegenüber sich ändernden Ozeanen führen. L. rangii, eine polare Art, ist sowohl im Winter als auch im Jugendstadium zu finden. L. retroversa, eine subpolare Art, scheint nur als Erwachsene im Winter vorzukommen.

Während der kältesten Saison ist das Meerwasser saurer als während anderer Jahreszeiten, da kühlere Temperaturen die CO2-Löslichkeit im Ozean erhöhen. Die Lebensstadien der Meeresschmetterlinge, die zu dieser Zeit existieren, sind stärker exponiert und verwundbar gegenüber erhöhten CO2-Konzentrationen im Ozean, schrieben die Forscher.

Dass L. rangii Erwachsene und Jugendliche im Winter koexistieren haben könnte, gibt ihnen möglicherweise einen Überlebensvorteil. Wenn eine Kohorte verwundbar ist, ist die Gesamtstabilität der Population nicht gefährdet. Bei L. retroversa könnte jedoch die Entfernung einer Kohorte die gesamte Population gefährden.

Die Forscher stellten fest, dass beide Arten trotz unterschiedlicher Auswirkungen wahrscheinlich nicht unbeschadet bleiben werden, wenn sie über längere Zeiträume ungünstigen Bedingungen ausgesetzt sind.

Wenn die Intensität und Dauer von Ozeanversauerungsereignissen zunehmen, beginnen sie mit den Laichereignissen im Frühling zusammenzufallen. Dies könnte das anfälligste Lebensstadium, die Larven, besonders gefährden und zukünftige Populationen gefährden, warnten die Wissenschaftler.

Um zu erfahren, wie sich ein solches Szenario im Scotia-See abspielen könnte, wird das Forschungsteam weiterhin Meeresschmetterlinge in dieser Region untersuchen. "Ein nächster Schritt wird sein, sich auf multi-jährliche Proben aus Sedimentfallen zu konzentrieren, um potenzielle interjährliche Variabilität im Lebenszyklus im Zusammenhang mit Umweltveränderungen zu identifizieren", sagte Dr. Jessie Gardner vom British Antarctic Survey, Hauptautorin der Studie.

Journal information: Frontiers in Marine Science

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