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Antarktische Seesterne können wohlmöglich die Anpassung an wärmere und saurere Ozeane an ihre Nachkommen vererben. Laborexperimente zeigten, dass durch Genaktivität die Anpassung an veränderte Umweltbedingungen an die nächste Generation weitergegeben werden kann.

Die am häufigsten vorkommende Seesternart nahe der neuseeländischen Antarktis Station Scott-Base ist Odontaster validus, ein Aasfresser, der vorwiegend auf Robbenkadavern und Fäkalien lebt. Diese Seesterne können 100 Jahre alt werden und in Tiefen von bis zu 600 m vordringen. (Bild: Antarctica New Zealand)
Die am häufigsten vorkommende Seesternart nahe der neuseeländischen Antarktis Station Scott-Base ist Odontaster validus, ein Aasfresser, der vorwiegend auf Robbenkadavern und Fäkalien lebt. Diese Seesterne können 100 Jahre alt werden und in Tiefen von bis zu 600 m vordringen. (Bild: Antarctica New Zealand)

Vor kurzem sammelten Miles Lamare, Privatdozent an der University of Otago in Neuseeland, und seine Kollegen 600 Seesterne im Rossmeer in der Antarktis. In den kommenden zwei Jahren werden sie die Tiere in Kühltanks in Dunedin halten, um ihre Anpassungsfähigkeit an den Klimawandel zu studieren.

Die häufigste Seesternart in der Nähe von Neuseelands Scott-Base ist der Aasfresser Odontaster validus. Die Tiere leben hauptsächlich auf Robbenkadavern und Fäkalien. Ausgewachsen sind sie über 10 cm gross, werden bis zu 100 Jahre alt und können bis in Tiefen von 600m überleben. Ausserdem sind sie eine sehr nützliche Art für die Klimaforscher, denn antarktische Seesterne müssen sich laufend an veränderte Umweltbedingungen anpassen. Diese Bedingungen können relativ einfach in einem Labor simuliert werden. Mit größeren und mobileren Tierarten wäre ein solches Vorgehen hingegen nicht möglich. Antarktische Seesterne sind „reichlich vorhanden, lassen sich gut transportieren, sind glücklich im Labor und wir haben viel Erfahrung mit ihnen“, sagt Miles Lamare. „Leider“, so fügt er hinzu „ist es ist für sie eine Einbahnstrasse“.

Miles Lamare, links, von der Universität von Otago und Antonio Garcia von der Universität Brüssel untersuchen Seesterne aus dem McMurdo Sound. (Bild: Antarctica New Zealand)
Miles Lamare, links, von der Universität von Otago und Antonio Garcia von der Universität Brüssel untersuchen Seesterne aus dem McMurdo Sound. (Bild: Antarctica New Zealand)

Die Seesterne werden sowohl „unter heutigen als auch unter Bedingungen gehalten, die für Ende des Jahrhunderts für die Antarktis vorhergesagt werden“, sagte Lamare. Diese Szenarien sagen voraus, dass das Meerwasser 2-3 Grad Celsius wärmer sein wird und saurer als heute. Die Nahrung, die den Seesternen zur Verfügung gestellt wird, stellt eine weitere Variable dar. Seesterne werden in bestimmten Abständen über 18 Monate „geopfert“, um festzustellen, ob und wie sie sich an die unterschiedlichen Bedingungen angepasst haben. Viele werden sich fortpflanzen und ihre Nachkommen werden ebenfalls auf ihrer Anpassungsfähigkeit hin untersucht werden.

Eine Form der Anpassungsfähigkeit wird als „transgenerative Plastizität“ bezeichnet. Vereinfacht ausgedrückt bedeutet es, dass Nachkommen die veränderten Bedingungen besser tolerieren können als ihre Eltern. Genauer gesagt, dass „die Nachkommen von Eltern, die Veränderungen ausgesetzt waren (d.h. wärmeren Bedingungen), toleranter gegenüber der neuen Umgebung sind“, sagte Lamare. Dies ist möglich, wenn ein Weibchen mehr Ressourcen in ihrer Eier investiert, um sie widerstandsfähiger gegenüber Umweltveränderungen zu machen. Lamare und seine Kollegen aus Auckland, Sydney, Delaware und Brüssel vermuten, dass ihre Forschung zeigt, dass „polare Arten auf den Klimawandel reagieren, indem sie robustere Nachkommen produzieren“. Dies bedeutet, dass es dieser Seesternart während des Klimawandels eventuell besser ergeht. Oder genauer gesagt, einige Individuen werden widerstandsfähiger sein und die Evolution wird sie selektieren. In einem Interview sagte Lamare, dass sich der gesamte Bestand im Laufe der Zeit an wärmere und saurere Gewässer anpassen wird. Transgenerative Plastizität ist möglich durch einen Prozess namens „Epigenetik“. Vereinfacht gesagt, handelt es sich dabei um eine veränderte Genexpression, anstatt einer Veränderung des genetischen Codes. Es sind die gleichen Gene, die etwas anderes tun, ohne sich selbst zu verändern.

Das Team von Lamare hofft, dass „nicht alles verloren ist“ in Bezug auf den Klimawandel und dass der „Biologie viele Werkzeuge zur Verfügung stehen, um im Angesicht des Klimawandels zu überleben“. Dieser hoffnungsvolle Hinweis mindert nicht den Ernst des Klimawandelproblems, trägt aber zum wachsenden Verständnis bei, dass es kompliziert ist und dass es Gewinner und Verlierer geben wird. Auch sagt die Forschung von Lamare und seinem Team nichts über das Überleben dieser Seesternart voraus. Andere Faktoren könnten zu ihrem Rückgang beitragen, zum Beispiel umfassende ökologische Veränderungen, Verlust von Meereis und reduzierte Nahrungsmittelversorgung.

Seesterne werden mit Hilfe eines ferngesteuerten Unterwasserfahrzeugs von einer Hütte auf dem Eis nahe der neuseeländischen Scott Base gesammelt. (Bild: Antarctica New Zealand)
Seesterne werden mit Hilfe eines ferngesteuerten Unterwasserfahrzeugs von einer Hütte auf dem Eis nahe der neuseeländischen Scott Base gesammelt. (Bild: Antarctica New Zealand)

Unterdessen ist Lamare an einem ähnlichen Experiment mit Seesternen von Australiens Great Barrier Reef beteiligt. Das Nahrungsangebot dort ist im Vergleich zur Antarktis reichlich, aber es ist möglich, dass die Seesternarten des Riffs sich nicht so schnell an die Erwärmung und Übersäuerung der Meere anpassen können wie ihre Verwandten in der Antarktis.

Lamare erwarb seinen Doktortitel in Meereswissenschaften von der University of Otago im Jahr 1997 und hat die Antarktis mehr als 16 Mal besucht. Frühere Forschungsarbeiten beschäftigten sich mit den Auswirkungen ultravioletter Strahlung auf marine Lebewesen im McMurdo Sound. Heutzutage interessiert er sich für die Reaktion marinen Invertebraten auf die Zunahme der Meertemperatur, und ob die Erwärmung der neuseeländischen Ozeane zur Ausbreitung von Warmwasserarten in Nord-Neuseeland beitragen wird.

Quelle: Will Harvie, stuff.co.nz