Weniger Fische durch wärmeres Wasser

Derzeitige Verschiebungen des Weltklimas führen vor allem in den flachen Randmeeren der Ozeane zu einer Veränderung der Artenzusammensetzung. Betroffen sind auch die Fischbestände. Bisherige Untersuchungen, die einen Zusammenhang zwischen der globalen Erwärmung und der Abnahme von Fischbeständen zeigen, beruhten jedoch lediglich auf statistischen Daten. Für die Abschätzung zukünftiger Veränderungen ist ein tieferes Verständnis der Bedeutung der Wassertemperatur für die Biologie der betroffenen Organismen von fundamentaler Bedeutung. Eine jetzt im Wissenschaftsmagazin Science veröffentlichte Studie zeigt, dass eine wärmebedingte Sauerstoffunterversorgung bei Fischen der entscheidende Faktor ist, der die Bestandsdichte beeinflusst.

Wissenschaftler des Alfred-Wegener-Instituts für Polar- und Meeresforschung in Bremerhaven untersuchten an der Aalmutter Zoarces viviparus aus der Nordsee die Beziehung zwischen der saisonalen Entwicklung der Wassertemperatur und der Bestandsdichte der Tiere. Ziel war es, die physiologischen Prozesse der Fische zu ermitteln, die als erstes auf Temperaturveränderungen reagieren. Durch den Vergleich der ökologischen Felddaten mit den Untersuchungen im Labor konnten die Autoren des Artikels nun zum ersten Mal nachweisen, dass es einen direkten Zusammenhang zwischen der wärmebedingten Sauerstofflimitierung der Aalmutter und den Veränderungen in ihrer Bestandsdichte gibt.

Meerestiere haben sich im Laufe der Evolution auf die Bedingungen in ihrem Lebensraum spezialisiert und tolerieren oft nur sehr bedingt Veränderungen. Dabei zeigen Fische aus der Nordsee, die jahreszeitlich größeren Temperaturschwankungen ausgesetzt sind, eine höhere Wärmetoleranz und breitere Toleranzfenster als beispielsweise Fische aus den Polarregionen, die bei konstant tiefen Temperaturen leben. Nur innerhalb ihres begrenzten Toleranzfensters zeigen die Tiere ein Maximum an Wachstum und Fruchtbarkeit.

Die Untersuchungen am Alfred-Wegener-Institut zeigen, dass die Aufnahme und Verteilung von Sauerstoff über Atmung und Blutkreislauf die Toleranz der Tiere ganz wesentlich bestimmen und nur in einem begrenzten Temperaturfenster optimal funktionieren. Bei steigender Temperatur verschlechtert sich zunächst die Sauerstoffversorgung des Organismus, bevor andere biochemische Stressmechanismen reagieren. Schließlich bricht die Sauerstoffversorgung zusammen, der Organismus ist dann nur noch befristet lebensfähig. Diese Erkenntnisse sind ein wichtiger Schritt in der Erklärung klimatisch bedingter Veränderungen in den Ökosystemen der Meere.

Die Veröffentlichung „Climate change affects marine fishes through the oxygen limitation of thermal tolerance“ erscheint am 5. Januar 2007 im Wissenschaftsmagazin Science.