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Polarstern-Expedition erforscht Krill und Salpen in der Antarktis Neues aus dem maritimen Mikroversum

Autor / Redakteur: Folke Mehrtens* / Christian Lüttmann

In die Welt der kleinen Meeresbewohner tauchten Biologen des Forschungsschiffs Polarstern ein: Auf ihrer Antarktis-Expedition von März bis Mai 2018 untersuchten sie das empfindliche Wechselspiel von Krill und Salpen. Dabei fanden sie heraus, dass die beiden Gruppen anders miteinander leben als bisher angenommen.

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Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung
KNAUER Wissenschaftliche Geräte GmbH
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Ein Schwarm von Larven des Antarktischen Krills (Euphausia superba) unter dem Meereis des Weddellmeeres
Ein Schwarm von Larven des Antarktischen Krills (Euphausia superba) unter dem Meereis des Weddellmeeres
(Bild: Alfred-Wegener-Institut /Ulrich Freier)

Bremerhaven – Mit Echoloten, Schleppnetzen, Handkäschern und auch tauchend: Die Teilnehmer der vergangenen antarktischen Expedition der Polarstern haben an 100 Stationen rund um die Antarktische Halbinsel das Verhalten von Krill und Salpen erforscht. Beide Tiergruppen sind das erste räuberische Glied im Nahrungsnetz, sie ernähren sich von treibenden, einzelligen Algen, dem Phytoplankton. Während der Krill seinerseits vielen Fischarten, Robben und Walen als Nahrung dient, werden die gelatinösen Salpen kaum gefressen. Daher erforschen die Wissenschaftler, welche Art unter welchen Bedingungen dominiert.

Algen im Überfluss

„Trotz der späten Jahreszeit haben wir eine hohe Anzahl an laichreifem Krill und Salpen vorgefunden“, sagt Prof. Dr. Bettina Meyer. Eine mögliche Erklärung liefert sie gleich mit: „Die Phytoplanktonkonzentration – vornehmlich Diatomeen – war für die Jahreszeit, im antarktischen Herbst erstaunlich hoch.“ Die Kleinstalgen hatten noch ausreichend Licht für die Photosynthese zur Verfügung, da die Meereisbildung trotz der späten Jahreszeit noch nicht eingesetzt hatte, so die Biologin. Meyer arbeitet am Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung und Helmholtz-Institut für Funktionelle Marine Biodiversität an der Universität Oldenburg. Sie leitete die antarktische Expedition von Mitte März bis Mitte Mai 2018.

„Wir waren überrascht, dass wir Krill und Salpen im gleichen Gebiet gefunden haben, wenn auch in verschiedenen Wasserschichten. Bisher waren wir davon ausgegangen, dass sich beide Arten aufgrund ihrer unterschiedlichen Biologie und Art und Weise der Nahrungsaufnahme in verschiedenen Gebieten aufhalten“, berichtet Meyer.

Krill und Salpen sind keine Nahrungskonkurrenten

In den Laboren der Polarstern nahmen die Wissenschaftler den Krill und die Salpen dann genau unter die Lupe: Sie vermaßen über 13.000 Individuen und bestimmten deren Geschlecht und Reifestadium. Letzteres ist wichtig, um zu ermitteln, ob sich die Arten auch noch im Herbst erfolgreich fortpflanzen können. Dies haben die Biologen auf der aktuellen Expedition jetzt bestätigt.

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In einer sich weiter erwärmenden Antarktis könnten Salpen weiter zunehmen. „Wie sich dies auf den Krillbestand auswirkt ist noch unklar, jedoch haben erste Ergebnisse gezeigt, dass die Salpen keine Nahrungskonkurrenten zum Krill darstellen. Im Gegenteil: Die Salpen scheinen von den Krillschwärmen zu profitieren, indem sie die vom Krill produzierten Kotballen als Nahrung aufnehmen“, sagt Meyer.

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Nächste Station: Arktis

In zusätzlichen Experimenten an Bord hat das Forscherteam aus sieben Ländern die Anpassungsfähigkeit von Salpen und Krill an verschiedene Temperatur- und Nahrungsbedingungen erforscht. Außerdem untersuchten sie, inwieweit ein Massenauftreten von Salpen die Planktongemeinschaft und den Kohlenstofffluss im Südpolarmeer beeinflusst. Diese Experimente sind essentiell, um Vorhersagen zu ermöglichen, wie sich das Ökosystem im Südpolarmeer verändern wird, wenn die Salpen durch die fortschreitende Erwärmung an der antarktischen Halbinsel gegenüber dem Krill zunehmen.

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Test eines neuen Messsystems

Im Anschluss an die Antarktisexpedition fand eine Transitreise zur Weiterentwicklung mariner Technologien statt. Kohlenstoffflüsse im Ozean sowie zwischen Ozean und Atmosphäre sollen so zukünftig noch detaillierter erfasst werden. Das Team von 28 Wissenschaftlern um den AWI-Ozeanographen Dr. Volker Strass nutzte die Rückfahrt der Polarstern von Punta Arenas (Chile) nach Bremerhaven, um ein neues geschlepptes Messsystem zu erproben.

Dieses neue Schleppsystem soll es ermöglichen, viele physikalische, chemische und biologische Variablen simultan und schnell mit hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung sowie Überdeckung zu messen. „Damit können wir jene Prozesse identifizieren, welche die Phytoplankton-Photosynthese und über die Primärproduktion auch die Kohlendioxid-Aufnahme des Ozeans beeinflussen“, berichtet Expeditionsleiter Strass. Der gelungene Test des Schleppsystems namens topAWI (towed ocean profiler of the AWI) stimmt den Ozeanographen zuversichtlich, mit dem verbesserten Prozess-Verständnis die Auswirkungen der durch den Klimawandel bedingten Änderungen im physikalischen Umfeld auf die marinen Ökosysteme und die daran gekoppelten biogeochemischen Flüsse zukünftig besser einschätzen zu können.

Nach knapp sechs Monaten Forschungsreise kehrt die Polarstern am Montag, den 11. Juni 2018 in ihren Heimathafen Bremerhaven zurück. Sobald die routinemäßig anstehenden Wartungs- und Reparaturarbeiten in der Lloyd Werft abgeschlossen sind, startet sie dann am 10. Juli 2018 zur nächsten Expedition: diesmal in die andere Richtung, zur Arktis.

* Dr. F. Mehrtens, Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI), 27570 Bremerhaven

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