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Klimawandel: Sauer, nicht lustig

Warm und sauer, so lassen sich die Folgen des Klimawandels für die Weltmeere zusammenfassen. Doch in welchem Ausmaß die natürliche Lebewelt davon betroffen sein wird, ist bislang reine Spekulation. Dabei gibt es durchaus Lebensräume, die bereits jetzt einen Blick in die Zukunft bieten könnten: Vulkanische Quellen am Meeresboden nehmen die Szenarien der Klimaforscher vorweg.
Schnecken mit Schalenproblemen
Der Klimawandel wird vielen Meeresorganismen sauer aufstoßen: Die steigenden Kohlendioxidgehalte der Luft werden sich auch in einer Zunahme des Gases in gelöster Form in den Ozeanen widerspiegeln. Mehr CO2 im Wasser bedeutet aber auch eine Abnahme des pH-Wertes – und das wiederum führt bei allen Organismen mit Kalkschalen oder -skeletten zu einer Osteoporose der besonderen Art: Ihre festen Strukturen beginnen zu schwinden, weggeätzt vom zunehmend angesäuerten Milieu.

Noch liegt der pH-Wert der Meere bei 8,1 – also deutlich im basischen Bereich. Prognosen von Klimaforschern prophezeien allerdings eine Abnahme des Säurewertes auf bis zu 7,6 bis zum Ende des Jahrhunderts. Welche Folgen das für die Lebensgemeinschaften nach sich ziehen wird, zeichnet sich zwar im Groben klar ab. Die vermuteten Details jedoch beruhen bislang auf Laboruntersuchungen unter künstlichen Bedingungen und sind daher nur bedingt aussagekräftig.

Gesunde Korallen | Die Forscher verpflanzten Korallen aus säurebelasteten Gebieten in basischere Bereiche, konnten jedoch keine Veränderung im Wachstum der Organismen beobachten.
Dabei gibt es Ökosysteme, die einen Einblick in die Zukunft geben könnten: vulkanische Quellen am Meeresboden, aus denen Kohlendioxid entweicht und die daher in ihrer unmittelbaren Umgebung pH-Werte ähnlich den prognostizierten aufweisen. Und das quasi vor unserer Haustür: Nahe der Insel Ischia im Golf von Neapel finden sie sich in großer Zahl nahe der Oberfläche.

An ihnen analysierten Jason Hall-Spencer von der University of Plymouth und seine Kollegen die Lebewelt – quasi als Stellvertreter für kommende Zeiten. Da die Quellen unterschiedliche Mengen an Kohlendioxid abgeben, bot sich den Forschern sogar die Möglichkeit, die Auswirkungen entlang eines CO2-Gradienten zu untersuchen.

Skelett verätzt | Ein anderes Bild bot sich, als die Wissenschaftler Korallen aus unbeeinflussten Gebieten in die Nähe der untermeerischen Vulkanquellen und damit in saurere Bereiche brachten: Das Kalkskelett aufgelöst, sind die Blumentiere nur noch ein Schatten ihrer selbst.
30 Prozent weniger Arten, so ermittelten die Wissenschaftler, lebten in den Gebieten mit pH-Werten um 7,8 bis 7,9. Betroffen davon waren erwartungsgemäß vorwiegend Spezies, die in irgendeiner Weise Kalk verwenden. So fanden die Wissenschaftler nur in ausreichender Entfernung zur Säurequelle Algen und Korallen mit Skeletten aus Aragonit, einer besonderen Modifikation von Kalk. Nahe der Quelle übernahmen dagegen Algen, die keinen Kalk einlagern, die Oberhand. Viele von ihnen sind als invasiv bekannt – sie könnten sich daher weiter ausdehnen, wenn das empfindliche Ökosystem kippt.

Auch der Bestand an Seegurken, die Kalk für ihre Skelette benötigen, war deutlich reduziert, ebenso wie der Nachwuchs verschiedener Schneckenarten, während der Säurefraß an den ausgewachsenen Exemplaren Spuren hinterlassen hatte: Ihre Schalen waren dünner als in basischeren Bereichen, was die Weichtiere anfälliger für Räuber machen dürfte. Werden solche Verschiebungen im Artenspektrum durch den Klimawandel weiter verbreitetet, könnte das ganze Nahrungsnetze umwerfen, warnen die Wissenschaftler.

Seegras | Für Seegras ist der niedrige pH-Wert kein Problem, im Gegenteil: Weniger hungrige Schnecken und magere Konkurrenz lassen die Bestände wuchern.
Einziger Profiteur der niedrigeren pH-Werte war Seegras, das in jenen Regionen regelrecht wucherte, die anderen zu sauer wurden. Ein durchaus nachvollziehbarer Effekt: Ohne Konkurrenz und hungrige Feinde, dabei versorgt mit mehr CO2 für die Fotosynthese – für manche Pflanzen sind das durchaus paradiesische Bedingungen.

Zwar könnte für den drastischen Rückgang eine Rolle spielen, dass durch tägliche Schwankungen der pH-Wert an diesen Messstationen durchaus auf Werte bis zu 7,4 in den Keller rutscht, vermuten Hall-Spencer und seine Kollegen. Und natürlich sei durchaus Vorsicht angebracht, von den untersuchten Ökosystemen auf die Lebensgemeinschaften der Zukunft zu schließen: Neben den kurzfristigen Schwankungen der pH-Werte ließen sich hier keine Effekte von globalen Parametern verfolgen – wie höheren Temperaturen, steigenden Meeresspiegeln oder veränderten Strömungen.

Gefährdetes Haus | Ihrem Haus geht es an den Kragen: Die sauren Bedingungen nahe der vulkanischen Quellen fressen das Gehäuse der Schnecken an. Das macht sie womöglich anfälliger für Feinde.
Auch spiele es eine Rolle, dass in unmittelbarer Nachbarschaft Arten überdauerten, die nicht säuretolerant sind – hier auftretende Wechselwirkungen wären in einem sauren Ozean verloren. Und doch offenbare sich hier ein weitaus umfassenderer Blick auf kommendes Geschehen als im Labor oder Freilandexperimenten möglich.

Viele der untersuchten Spezies sind dabei so alt, dass sie bereits mehrere saure Perioden hinter sich gebracht haben. Doch stellt sich nun die Frage, ob sie dieses Mal genug Zeit und passende Rückzugsräume finden, um den anstehenden Säureschub zu überleben, warnen die Wissenschaftler: Sie müssten schneller als jemals zuvor reagieren.

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