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Wissenschaft

23. Juli 2010

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Ohne Sauerstoff „nichts los“ – Meeresbiologen gehen Todeszonen auf den Grund

Am Verhalten von Meeresgrund-Bewohnern lässt sich nun erstmals das Entstehen von sogenannten „Todeszonen“ im Meer vorhersagen. In diesen Zonen kämpfen Tiere um verschwindenden Sauerstoff – erfolglos, diese immer öfter auftretenden Sauerstoffkrisen enden meist mit Massensterben. Ein Team von ForscherInnen hat es geschafft, das Verhalten der Organismen bei sinkendem Sauerstoffgehalt aufzuzeichnen. Dafür wurden mit einem eigen-entwickelten Unterwassergerät Todeszonen am Grund der Adria nachgestellt. So wird nun im August mit Unterstützung des Wissenschaftsfonds FWF ein Katalog der Verhaltensmuster von Tieren veröffentlicht, anhand dessen der Wasserzustand klassifiziert werden kann.

Unsere Meere sind bedroht – das ist kein Geheimnis. Weitgehend unbekannt ist jedoch, dass gefährliche Sauerstoffarmut in unseren Ozeanen immer öfter für Massensterben am Meeresgrund sorgt. Tatsächlich bilden sich in letzter Zeit gehäuft sogenannte „Todeszonen“, also Zonen, in denen zu wenig Sauerstoff im Wasser vorhanden ist. Ihr Entstehen ist unter anderem auf verschmutzte Flüsse und globale Erwärmung zurückzuführen. Weltweit gibt es bereits 400 Todeszonen und ihre Fläche beträgt insgesamt mehr als 250.000 Quadratkilometer – so groß wie Deutschland. Was sich im Detail in einer solchen Zone abspielt, war bislang nahezu unerforscht. Forscher aus Wien haben es nun erstmals geschafft, Sauerstoffkrisen im Meer kleinsträumig nachzustellen. Mit Hilfe ihres Projektes können diese frühzeitig erkannt werden und damit kann ein entscheidender Beitrag zu deren Verhinderung geleistet werden. Den Schlüssel dafür liefern die bedrohten Tiere selbst – durch ihr Verhalten.

Verhalten als Messlatte

Wenn sich der Sauerstoffgehalt des Wassers verändert, ändern auch Meeresbewohner ihr Verhalten. Darauf baut das Projekt eines Forschungsteams an der Universität Wien auf, wie Dr. Michael Stachowitsch vom Department für Meeresbiologie erklärt: „Wir erforschen, was sich im Detail am Meeresgrund der Adria abspielt, wenn der Sauerstoff zur Neige geht – und zwar davor, währenddessen und danach. Dabei beobachten wir, wie die Tierarten auf den Sauerstoffmangel genau reagieren. Manche beispielsweise versuchen zu fliehen und drängen nach oben in höhere Wasserschichten. Andere wiederum vermindern ihre Aktivität oder legen komplett unnatürliches Verhalten an den Tag. Das Ziel unseres Projektes war es, einen

detaillierten Katalog zu erstellen, der genau diese Verhaltensweisen beschreibt und einem bestimmten Sauerstoffgehalt im Wasser zuordnet.“ Somit erlaubt der Verhaltenskatalog ohne kosten- und zeitintensives Messen Rückschlüsse auf den Zustand des Wassers. Der Katalog wird von Dr. Stachowitsch gemeinsam mit Dr. Bettina Riedel und Prof. Martin Zuschin erarbeitet und erste Teilaspekte werden im August veröffentlicht.

Die Wiener Forscher folgen für ihr Projekt der Tradition der in der Fachwelt sehr angesehenen „Wiener Schule der Meeresbiologie“. Das bedeutet mitunter auch, dass nicht – wie vielfach üblich – rein am Computer oder in einem Labor geforscht wird, sondern „in situ“, also am Ort des Geschehens. Dieser ist für das aktuelle Projekt der adriatische Meeresgrund in 24 Metern Tiefe, zwei Kilometer vor Piran, Slowenien. Um nicht darauf warten zu müssen, bis sich dort Sauerstoffarmut breit macht, konstruiert das Forschungsteam seine eigene kleine Todeszone. Dafür musste erst ein Unterwassergerät entworfen und gebaut werden.

Sauerstoffkrise unter Plexiglas

EAGU (Experimental Anoxia Generating Unit) ist eine eigen-entwickelte Plexiglaskammer mit Hightech-Ausrüstung, welche wichtige Daten liefert, wie Dr. Riedel erklärt: „Wir bringen den 50 x 50 x 50 Zentimeter großen Würfel zuerst in geöffnetem Zustand in Position. 24 Stunden lang beobachten wir das Leben im normal-sauerstoffhaltigen Wasser. Dann wird der Kubus verschlossen. Innerhalb von wenigen Tagen ist sämtlicher Sauerstoff im EAGU aufgebraucht. In Relation zum sinkenden Sauerstoffgehalt ändert sich nun auch das Verhalten, der eingeschlossenen Muscheln, Schwämme, Schnecken, Anemonen und Seescheiden. Eine Zeitrafferkamera liefert Bilder im Minutentakt, Sensoren messen den Gehalt an Sauerstoff und Schwefelwasserstoff im Wasser, den pH-Wert und die Temperatur.“ So konnte das bildlich festgehaltene Verhalten der Tiere den einzelnen Sauerstoff-Kategorien zugeordnet werden.

Der so mit Unterstützung des FWF entstandene Verhaltenskatalog stellt einen Leitfaden zur Früherkennung von Todeszonen dar. Er könnte so auch einen Beitrag leisten, damit im Ernstfall von der Politik sofort die nötigen Maßnahmen ergriffen werden können – zum Beispiel Einstellung der Fischereiaktivitäten im betroffenen Gebiet, um dem Ökosystem dadurch die Chance zur Regenerierung zu geben.

Bild und Text ab Montag, 26. Juli 2010, ab 09.00 Uhr MEZ verfügbar unter: http://www.fwf.ac.at/de/public_relations/press/pv201007-de.html

Wissenschaftlicher Kontakt: Dr. Michael Stachowitsch Universität Wien
Department für Meeresbiologie Althanstraße 14

1090 Wien
T +43 / 1 / 4277 57103
E stachom5@univie.ac.at

Der Wissenschaftsfonds FWF: Mag. Stefan Bernhardt
Haus der Forschung Sensengasse 1

1090 Wien
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Redaktion & Aussendung: PR&D – Public Relations für Forschung & Bildung Campus Vienna Biocenter 2 1030 Wien

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Wien, 23. Juli 2010