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Die zunehmende Erwärmung, stärkere Winde, die Ozeanübersäuerung und die Abnahme des Meereises wurden als große Bedrohungen für eine wichtige Schlüssel-Art im Südpolarmeer identifiziert – das Phytoplankton. Ein aktueller Übersichtsartikel, veröffentlicht in der Zeitschrift Frontiers in Marine Science, beschäftigt sich mit den möglichen Auswirkungen des Klimawandels auf das Phytoplankton in verschiedenen Regionen des Südpolarmeers.

Einzellige marine Pflanzen, Phytoplankton, bilden die Basis des antarktischen Nahrungsnetzes. Sie ermöglichen die immense Vielfalt des Lebens in der Antarktis einschließlich des Krills, der Robben, Pinguine und Wale. Die Phytoplankton-Zellen wurden unter dem Mikroskop vergrößert, jede Kette ist ca. 200 μm (Mikrometer) lang, dies entspricht etwa 1/5 Millimeter - oder 1/5 eines Stecknadelkopfes. (Bild: Alyce Hancock)
Einzellige marine Pflanzen, Phytoplankton, bilden die Basis des antarktischen Nahrungsnetzes. Sie ermöglichen die immense Vielfalt des Lebens in der Antarktis einschließlich des Krills, der Robben, Pinguine und Wale. Die Phytoplankton-Zellen wurden unter dem Mikroskop vergrößert, jede Kette ist ca. 200 μm (Mikrometer) lang, dies entspricht etwa 1/5 Millimeter - oder 1/5 eines Stecknadelkopfes. (Bild: Alyce Hancock)

Als Phytoplankton werden einzellige marine Pflanzen bezeichnet, die die Basis des antarktischen Nahrungsnetzes bilden. Sie ermöglichen die immense Vielfalt des Lebens in der Antarktis einschließlich des Krills, der Robben, Pinguine und Wale.

Stacy Deppeler, Doktorandin am Institute for Marine and Antarctic Studies und Co-Autorin der Übersichtsartikels, sagte, dass das Südpolarmeer etwa 20 Prozent der Weltmeere ausmacht und eine Reihe von Ökosystemen enthält, die durch die Klimaveränderung unterschiedlich beeinflusst werden. „Wir werden Veränderungen im Wachstum, Überleben, Produktivität, Komposition und saisonaler Fülle des Phytoplanktons sehen und dies wird wiederum die Menge, Qualität und Größe des Phytoplanktons verändern“, sagte Deppeler.

„Das Phytoplankton spielt auch eine wichtige Rolle beim Entgegenwirken des Klimawandels durch die Entfernung von Kohlendioxid aus der Luft und die Freisetzung von Chemikalien, die die Wolkenbildung fördern. Das heisst, dass jede kleine Veränderung dieser kleinen Organismen einen großen Einfluss haben wird.“

Pinguine ernähren sich von Krill und Fisch. Der wiederum ernährt sich vom Phytoplankton. Änderungen in der Menge des zur Verfügung stehenden Phytoplanktons werden sich auch auf die höheren Lebewesen auswirken. (Bild: Katja Riedel)
Pinguine ernähren sich von Krill und Fisch. Der wiederum ernährt sich vom Phytoplankton. Änderungen in der Menge des zur Verfügung stehenden Phytoplanktons werden sich auch auf die höheren Lebewesen auswirken. (Bild: Katja Riedel)

Der Übersichtsartikel stützt sich auf mehr als 350 Publikationen und untersucht fünf verschiedene Regionen, von der sub-antarktischen Zone bis zum antarktischen Kontinent. Co-Autor und Mariner Mikrobiologe bei der Australian Antarctic Division Dr. Andrew Davidson, sagte die prognostizierten Veränderungen in den Regionen sind unter anderem die zunehmende Erwärmung, Zunahme von sichtbare und ultraviolettes Strahlung und ein erhöhter Säuregehalt des Ozeans.

Es werden ausserdem auch Veränderungen in der Nährstoffverfügbarkeit, eine geringere Meereisausdehnung, -dicke und -dauer und erhöhte Schmelzraten von Gletschern und Eisbergen auftreten. „Viele dieser Veränderungen werden dazu führen, dass kleineres, flagelliertes Phytoplankton gegenüber den größeren Diatomeen begünstigt ist“, sagte Dr. Davidson. Diatomeen werden hauptsächlich von Krill gefressen, die dann von den größeren Antarktisbewohnern wie Pinguinen, Robben und Walen gefressen werden. Kleineres Phytoplankton wird in der Regel von gallertartigen Tieren wie Salpen und kleinerem Zooplankton wie Kopepoden gefressen.

Salpen sind schlauchförmige gallertige Lebewesen, die sich fortbewegen indem sie sich zusammen ziehen und Wasser durch ihren Körper pumpen. Sie können Ketten mit mehreren tausend Tieren bilden. (Bild: Frierson, Oregon Department of Fish and Wildlife)
Salpen sind schlauchförmige gallertige Lebewesen, die sich fortbewegen indem sie sich zusammen ziehen und Wasser durch ihren Körper pumpen. Sie können Ketten mit mehreren tausend Tieren bilden. (Bild: Frierson, Oregon Department of Fish and Wildlife)

„Eine Phytoplankton-Art, die vom Klimawandel profitiert wird, ist Phaeocystis sp., eine kleine Phytoplankton Art, die gallertartige Kolonien bildet und große Mengen an Schwefelverbindungen hervorbringt, die die Wolkenbildung fördern und damit das globale Klima beeinflussen können. „Diese Veränderungen haben einen signifikanten Einfluss auf die biogeochemischen Prozesse im Südpolarmeer.“ „Sie werden sich auf die ‚biologische Pumpe‘ (der Transport von   Kohlendioxid aus der Atmosphäre durch das Phytoplankton in den tiefen Ozean), die ‚mikrobielle Schleife‘ (der Transport von Kohlenstoff zwischen marinen Mikroorganismen, durch Fressen und bakterielle Remineralisierung) und die Ernährung höherer Organismen auswirken“, sagte Dr. Davidson.

Die Phytoplankton Zellen wurden unter dem Mikroskop vergrößert. (Bild: Alyce Hancock)
Die Phytoplankton Zellen wurden unter dem Mikroskop vergrößert. (Bild: Alyce Hancock)

Frau Deppeler sagte, die Wirkung des Klimawandels auf das Phytoplankton im Südpolarmeer wird letztlich durch das Timing, die Rate und die Größe der Veränderung in jedem Stressfaktor und die Reihenfolge, in der sie auftreten, bestimmt werden. „Die Reaktion des Phytoplanktons auf zukünftige Umweltbedingungen im Südpolarmeer wird letztlich von der Fähigkeit abhängen, sich anzupassen und weiterzuentwickeln“, sagte sie. „Wir wissen noch nicht, ob ihre Fähigkeit, sich anzupassen, durch die Geschwindigkeit mit der die Veränderungen vonstattengehen, überholt werden wird, aber wir wissen, dass Veränderungen an der Basis des Nahrungsnetzes entscheidend sein werden für die Chemie des Ozeans, alle höhere Organismen und den Klimawandel.“

Quelle: Australian Antarctic Division