Was haben das arktische Beringmeer, die Küstengewässer des US-Bundesstaates Kaliforniens und die Korallenriffe in der Sulu-Sulawesi-See zwischen Indonesien, Malaysia und den Philippinen gemeinsam? Alle drei Meeresregionen zählen zu den 43 anerkannten Hot Spots der marinen Artenvielfalt1 und damit zu jenen Gebieten mit einem außergewöhnlich hohen Artenreichtum.
In diesen Regionen leben nicht nur auffallend viele verschiedene Meerestiere und -pflanzen. Die Arten sind mitunter auch sehr selten oder kommen nur dort vor – sind also endemisch. In der Sulu-Sulawesi-See beispielsweise haben Fachleute auf einer Fläche von 50.000 Quadratkilometern mehr als 8.000 verschiedene Meeresarten gezählt. Ein Weltrekord!
Solche Spitzenwerte werfen Fragen auf. Warum sind diese Meeresgebiete artenreicher als andere? Welche Umweltfaktoren treiben das Leben im Meer an und entscheiden somit darüber, welche Einzeller-, Tier- und Pflanzenarten wo in welcher Zahl vorkommen?
1. Welche Arten leben wo im Meer – und warum?
Forschende haben erste Erklärungsansätze und konnten diese in Experimenten und Messungen auch schon für viele Meeresorganismen belegen. Ob die angedachten Prozesse und Mechanismen jedoch für tatsächlich alle bekannten Organismengruppen gelten, steht noch nicht fest.
Am besten verstanden ist die geografische Verbreitung der Tiere im Meer2. Welche Arten wo im Meer ansässig werden und ausreichend Nahrung finden, wird durch eine Vielzahl an Schlüsselfaktoren bestimmt. Dazu gehören vor allem:
- die Wassertemperatur und die Verfügbarkeit von Sauerstoff3,
- die Primärproduktion und damit das Gesamtangebot an Nahrung in einem Lebensraum,
- die Wassertiefe eines Lebensraumes und seine Distanz zur Küste sowie
- die Komplexität des marinen Ökosystems – dazu gehören Faktoren wie die Struktur des Lebensraumes, die lokalen Strömungsverhältnisse, aber auch die Interaktionen zwischen den Arten.
Greifen diese Faktoren perfekt ineinander, bilden sich im Laufe der Zeit artenreiche Lebensgemeinschaften heraus. Die Gewässer der Sulu-Sulawesi-See im Indik beispielsweise sind seit Jahrtausenden flach, wohl temperiert und von Sonnenlicht durchflutet, weshalb hier Schlüsselarten wie tropische Korallen sehr gut wachsen. Die Korallenriffe wiederum bilden mit ihren Kalkskeletten Unterwasser-Städte, in denen andere Meeresbewohner ideale Verstecke und Rückzugsräume finden. Räuber-Beute-Beziehungen entstehen. Andere Arten kooperieren miteinander.
Die regelmäßigen Regenschauer in den Tropen waschen zudem ausreichend Nährstoffe von Land in das Küstenmeer. Primärproduzenten wie Mikroalgen und Cyanobakterien finden somit perfekte Voraussetzungen vor, um mithilfe von Sonnenlicht Biomasse und damit Nahrung für viele andere Organismen zu produzieren.
Dank der tropischen Wassertemperaturen und des ausreichenden Nahrungsangebotes konnten die Bewohner der Sulu-Sulawesi-See im Laufe der Zeit ihre Energie- und Stoffwechselbilanz optimieren. Diese Entwicklung wiederum hatte zur Folge, dass ehemals kleine Populationen auf viele Tiere heranwachsen konnten und ihr Aussterberisiko sank. Eine Erfolgsgeschichte der Evolution, deren Fortbestehen aktuell jedoch durch die dramatischen Folgen des Klimawandels infrage gestellt wird.
2. Wie verteilen sich die Arten im Meer?
Unser Wissen über die Verteilung des Lebens im Meer ist in den zurückliegenden Jahren stark angewachsen. Gesammelt ist es in internationalen Datenbanken zur Artenvielfalt wie dem Ocean Biogeographic Information System (OBIS) oder dem World Register of Marine Species (WoRMS). Fachleute tragen hier Berichte über Artensichtungen in allen Meeresteilen ein und ermöglichen so Artenanalysen über viele Gebiete, Zeiträume und Schiffsexpeditionen hinweg.
Vergleichsweise gut bekannt ist vor allem die Verbreitung wirtschaftlich interessanter Meeresbewohner. Dazu gehören zum Beispiel Thunfische, Kalmare oder Miesmuscheln. Über viele andere Arten hingegen existieren nur sehr begrenzte Informationen. So weiß man bislang wenig über die Verbreitung von Quallen und anderen wirbellosen Organismen. Fraglich ist auch, wie viele Meeresarten in der Tiefsee leben oder wie hoch die Zahl der marinen Mikroorganismen ist4.
Tauchtouren zur Artenvielfalt
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Global betrachtet nimmt die Artenvielfalt der bekannten marinen Lebensgemeinschaften in Küstengewässern von den Polarmeeren Richtung Äquator zu – mit Rekordwerten in tropischen und subtropischen Küstengebieten. Am Äquator selbst ist es vielen Meeresbewohnern infolge des Klimawandels zu heiß geworden. Auf der Flucht vor der Wärme sind diese Arten in den zurückliegenden Jahrzehnten in Regionen nördlich und südlich der Äquatorlinie abgewandert.
Schaut man längs über den Indischen und Pazifischen Ozean, steigt der Artenreichtum des Meeres sowohl von Osten als auch von Westen, je weiter man sich der Inselwelt Südostasiens nähert. Im Atlantischen Ozean hingegen stechen die Nordsee und das Karibische Meer mit artenreichen Lebensräumen hervor.
Überall gilt dabei das Muster: Mit zunehmender Entfernung vom Land sowie mit zunehmender Wassertiefe nimmt sowohl die Biomasseproduktion der Algen ab als auch der Artenreichtum in einer Wassertiefe von bis zu 200 Metern.
3. Beispiel: Artenreichtum in der Nordsee
Die Nordsee gilt als eines der biologisch produktivsten Meere der Welt. Sie ist mit einer durchschnittlichen Tiefe von 90 Metern relativ flach und fällt nach Norden hin in größere Tiefen ab. Ihren tiefsten Punkt erreicht sie in der Norwegischen Rinne, mit einer Tiefe von 725 Metern.
Die Nordsee beherbergt eine große Vielfalt an Lebensräumen5. Dazu gehören Buchten, Flussmündungen, Fjorde, Wattflächen, Sandbänke und felsige Meeresböden. Diese sind Heimat wertvoller mariner Ökosysteme wie Kaltwasser-Korallenriffe, Algenwälder und Seegraswiesen. Die einzelnen Lebensräume wiederum beherbergen eine Vielzahl an Meereslebewesen. Diese reicht von winzigen Plankton-Algen über Schnecken, Muscheln, Tintenfischen, Quallen und Krebstieren bis hin zu Fischen, Seevögeln und Meeressäugern. Beispielsweise leben mehr als 210 Fischarten6 in den Gewässern der Nordsee, darunter kommerziell befischte Arten mit wichtigen Laichgebieten in der Region – wie Kabeljau, Atlantische Makrele und der Atlantische Hering.
Die Küsten der Nordsee bieten Brutgebiete für rund 2,5 Millionen Seevogelpaare aus 31 verschiedenen Arten, darunter Austernfischer, Sturmmöwen und Graugänse. Sie alle gehen auf der Nordsee oder an ihren Küsten auf Nahrungssuche. In den Gewässern sind zudem verschiedene Meeressäugetiere beheimatet, darunter Zwergwale, Langflossen-Grindwale, Schweinswale, Weißschnauzendelfine, Risso- oder Rundkopfdelfine, Kegelrobben und Seehunde. Artenreich ist das Leben auch am Meeresboden, selbst dort, wo der Boden sehr schlammig ist und harter Untergrund fehlt. Bei jüngsten Zählungen in einem solchen Weichbodengebiet in der deutschen Bucht fanden Forschende mehr als 40 verschiedene Meeresbodenbewohner wie Plattfische, Seesterne, Seespinnen und Kleinstkrebse.
Fokusthema: Wie geht es der Nordsee?
Alle sechs Jahre bewerten Fachleute den Umweltzustand der deutschen Meeresgebiete. Der umfassende Bericht für 2024 zeigt, dass es der deutschen Nord- und Ostsee nicht gut geht – und damit auch die Artenvielfalt möglicherweise bedroht ist. Dieser Fokus gibt eine Übersicht über den Zustand unserer “Hausmeere”.
4. Wieviel Leben gibt es in der Tiefsee?
In Wassertiefen von mehr als 1000 Metern ändert sich die Wassertemperatur kaum noch. Damit übt sie auch kaum noch Einfluss auf den Artenreichtum der Tiefsee-Lebensgemeinschaften aus. In großen Wassertiefen zählt stattdessen in erster Linie die Verfügbarkeit von Nahrung, denn die ist vielerorts Mangelware. Eine Ausnahme bilden Unterseeberge oder Kontinentalhänge, an denen häufig nährstoffreiche Wassermassen aus der Tiefe aufsteigen. Diese versorgen die Plankton-Algen im lichtdurchfluteten Oberflächenwasser so kontinuierlich mit Nährstoffen, dass diese verlässlich wachsen und absterben und Biomasse in ausreichenden Mengen von der Meeresoberfläche in die Tiefe sinkt.
Mit zunehmender Meerestiefe nimmt die Anzahl der Tiere ab. Der Artenreichtum ist dennoch enorm. Bislang haben Fachleute rund 29.500 verschiedene Tierarten7 in Wassertiefen von mehr als 500 Metern8 entdeckt. Vermutlich gibt es aber noch Zehntausende mehr. Zu den Lebewesen, die diese Tiefen zu ihrer Heimat gemacht haben, gehören Fische, Korallen, Quallen, Kraken, Würmer, Schwämme, Muscheln und Krabben9.
Quellen:
(1) Costello, M.J., M.M. Vale, W. Kiessling, S. Maharaj, J. Price, and G.H. Talukdar, 2022: Cross-Chapter Paper 1: Biodiversity Hotspots. In: Climate Change 2022: Impacts, Adaptation and Vulnerability. Contribution of Working Group II to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [H.-O. Pörtner, D.C. Roberts, M. Tignor, E.S. Poloczanska, K. Mintenbeck, A. Alegría, M. Craig, S. Langsdorf, S. Löschke, V. Möller, A. Okem, B. Rama (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, UK and New York, NY, USA, pp. 2123–2161, doi:10.1017/9781009325844.018.
(2) Gespräch mit Hans-Otto Pörtner, Pörtner, H.-O., et al, 2014: Ocean systems. In: Climate Change 2014; S. 425
(3) Alles von Hans-Otto Pörtner sowie auch Gagné, T.O., G. Reygondeau, C.N. Jenkins, J.O. Sexton, S.J. Bograd, E.L. Hazen, et al. 2020. “Towards a Global Understanding of the Drivers of Marine and Terrestrial Biodiversity.” PLoS ONE 15 (2): e0228065. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0228065.
(4) Rogers, A., O. Aburto-Oropeza, et al. 2020. Critical Habitats and Biodiversity: Inventory, Thresholds and Governance. Washington, DC: World Resources Institute. Available online at www.oceanpanel.org/blue-papers/critical-habitats-and-biodiversity-inventory-thresholds-and-governance
(5) Álvarez, H., Perry, A.L., Blanco, J., García, S. & Aguilari, R. 2019. Oceana, Madrid. 20 p.
(6) https://www.fishbase.se/TrophicEco/FishEcoList.php?ve_code=139 List of fish species North Sea - 211
(7) World Register of Deep Sea Species: https://www.marinespecies.org/deepsea/statistics.php
(8) World Register of Deep Sea Species: https://www.marinespecies.org/deepsea/
(9) https://www.oceancare.org/en/stories_and_news/deep-sea-biodiversity/
Weiterführende Links und Literatur:
- Costello, M., Chaudhary, C., 2017: Marine Biodiversity, Biogeography, Deep-Sea Gradients, and Conservation, Current Biology, 272051
- Costello, M.J., Tsai, P., Wong, P.S. et al., 2017: Marine biogeographic realms and species endemicity. Nat Commun 8, 1057 (2017). DOI: 10.1038/s41467-017-01121-2
- Costello, M.J., M.M. Vale, W. Kiessling, S. Maharaj, J. Price, and G.H. Talukdar, 2022: Cross-Chapter Paper 1: Biodiversity Hotspots. In: Climate Change 2022: Impacts, Adaptation and Vulnerability. Contribution of Working Group II to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [H.-O. Pörtner, D.C. Roberts, M. Tignor, E.S. Poloczanska, K. Mintenbeck, A. Alegría, M. Craig, S. Langsdorf, S. Löschke, V. Möller, A. Okem, B. Rama (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, UK and New York, NY, USA, pp. 2123–2161, doi:10.1017/9781009325844.018.
- Gagné, T.O., G. Reygondeau, C.N. Jenkins, J.O. Sexton, S.J. Bograd, E.L. Hazen, et al. 2020: Towards a Global Understanding of the Drivers of Marine and Terrestrial Biodiversity. PLoS ONE 15 (2): e0228065. doi.org/10.1371/journal.pone.0228065.
- Kock, K.-H. (2006): Eisfische – Fische ohne Blut? Thünen-Institut, literatur.thuenen.de/digbib_extern/dk040331.pdf
- Rogers, A., O. Aburto-Oropeza, et al. 2020: Critical Habitats and Biodiversity: Inventory, Thresholds and Governance. Washington, DC: World Resources Institute. Available online at www.oceanpanel.org/blue-papers/critical-habitats-and-biodiversity-inventory-thresholds-and-governance.
- Saeedi, H., Costello, M.J., Warren, D. et al. 2019: Latitudinal and bathymetrical species richness patterns in the NW Pacific and adjacent Arctic Ocean. Sci Rep 9, 9303 (2019). DOI: 10.1038/s41598-019-45813-9
- Williams, D.E., Miller, M.W., Bright, A.J., Pausch, R.E. & Valdivia, A. 2017: Thermal stress exposure, bleaching response, and mortality in the threatened coral Acropora palmata. Marine Pollution Bulletin, Volume 124, Issue 1, 2017, DOI: 10.1016/j.marpolbul.2017.07.001.
- World Register of Deep Sea Species: https://www.marinespecies.org/deepsea/
