Hitzewellen können Küstenökosysteme verändern

Neues aus der Forschung

Meldung vom 06.07.2018

Modellrechnungen sagen als Folge des Klimawandels eine Zunahme von Extremereignissen wie zum Beispiel Hitzewellen voraus. Mit einem Langzeit-Experiment in der Kieler Benthokosmen-Versuchsanlage haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel klare Hinweise gefunden, dass bereits Ereignisse von wenigen Tagen oder Wochen Länge Küstenökosysteme langfristig verändern können. Die Ergebnisse der Studie wurden kürzlich in der internationalen Fachzeitschrift Global Change Biology veröffentlicht.


180710-1855_medium.jpg
 
Zostera marina (Seegras) in Pflanztöpfen in einem der 12 Benthokosmen an der Kiellinie während eines Langzeitexperiments zur Auswirkung von Hitzewellen auf Küstenökosystem.
Pansch, C., M. Scotti, F. R. Barboza, B. Al-Janabi, J. Brakel, E. Briski, B. Bucholz, M. Franz, M, Ito, F. Paiva, M. Saha, Y. Sawall, F. Weinberger, M. Wahl
Heat waves and their significance for a temperate benthic community: A near-natural experimental approach
Global Change Biology, 1-11
DOI: 10.1111/gcb.14282


Wenn vom Klimawandel die Rede ist, dann konzentriert sich die Diskussion meist auf die steigenden globalen Durchschnittstemperaturen. Doch die Veränderungen im Klimasystem haben noch andere Auswirkungen. Computermodelle prognostizieren, dass auch kurzeitige Extremereignisse wie Starkniederschläge oder Hitzewellen in Zukunft häufiger werden. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel haben daher zusammen mit Kolleginnen und Kollegen aus Portugal und Bermuda in einem mehrmonatigen Experiment untersucht, ob kurzfristige Hitzewellen von wenigen Tagen oder Wochen Länge einen nachhaltigen Einfluss auf Küstenökosysteme haben können.

„Unsere Ergebnisse deuten tatsächlich darauf hin, dass auch relativ kurzfristige Ereignisse das Potenzial haben, das bestehende Gleichgewicht zwischen den Arten eines Lebensraums zu verschieben“, sagt Dr. Christian Pansch vom GEOMAR. Er ist Erstautor der Studie, die kürzlich in der internationalen Fachzeitschrift Global Change Biology erschienen ist.

Für das Experiment konnte das Team auf die ausgeklügelte Technik der Kieler Benthokosmen-Versuchsanlage zurückgreifen. Sie besteht aus insgesamt 12 Versuchskammern, die auf einem Ponton direkt am Ufer der Kieler Förde installiert sind. In jede dieser Kammern setzten die Forschenden im Sommer 2015 vier Monate lang eine Arten-Gemeinschaft aus Seegras und Blasentang sowie deren assoziierten Tieren wie Schnecken, Krebsen und Muscheln. „Das sind typische Arten der Flachwasserbereiche in der Ostsee“, erklärt Dr. Pansch.

Das besondere an den Benthokosmen ist, dass die Forschenden verschiedene Umweltparameter in den einzelnen Versuchsbecken präzise kontrollieren können, darunter die Wassertemperatur, den Salzgehalt, den pH-Wert oder auch den Sauerstoffgehalt. „Das Wasser der Becken stammt direkt aus der Kieler Förde und erlaubt so eine beinahe natürliche Umgebung in den Versuchsbecken.

Im Verlauf der Studie simulierten die Beteiligten im Sommer 2015 in den Versuchskammern die Temperaturen des Jahres 2009. „Das war ein Jahr ohne größere Extremereignisse mit einer beinahe idealtypischen Temperaturkurve. Deshalb eignete sich dieses Jahr gut als Grundlage für unser Experiment“, erläutert Dr. Pansch.



Darauf aufbauend gab es insgesamt drei Szenarien. Vier Becken durchliefen einfach die Temperaturentwicklung des Idealjahrs 2009. In vier weiteren Becken sorgte die Technik der Benthokosmen im August für eine sommerliche Hitzewelle. In den letzten vier Becken erlebte die Arten-Gemeinschaft im Juni und Juli schon zwei schwächer ausgeprägte Hitzewellen, bevor im August die sommerlichen Temperaturmaxima erreicht wurden.

Ungefähr die Hälfte der Arten in den Becken zeigte deutliche Reaktionen auf die Extremtemperaturen. „Doch die Reaktionen waren sehr unterschiedlich. Bei einigen Arten addierten sich die negativen Effekte der drei Hitzewellen auf, andere Arten konnten nach den zwei Warmereignissen im Frühjahr besser mit der Sommerhitze umgehen. Wieder andere Arten profitierten generell von den kurzzeitig hohen Temperaturen“, fasst Dr. Pansch zusamen.

Wenn also in Zukunft die Häufigkeit und die Intensität von Hitzewellen zunimmt, dann wird es Gewinner und Verlierer in Küstenökosystemen geben. Das aktuelle Gefüge der Arten wird sich voraussichtlich verschieben. Noch sind aber nicht alle Faktoren genau untersucht, die dabei eine Rolle spielen können. Aktuell läuft in den Kieler Indoor Benthokosmen im Untergeschoss des GEOMAR ein weiterer Langzeitversuch, der sich mit den Auswirkungen von Hitzewellen beschäftigt. Hier steht die Auswirkung von zukünftig länger und stärker werdenden Hitzewellen im Fokus. Und auch im aktuellen Experiment in den Benthokosmen am Fördeufer spielt die Erwärmung wieder eine Rolle, erweitert um Phasen der Sauerstoffarmut. „Das ist ein weiteres Phänomen, das wir in den vergangenen Jahren mehrmals beobachtet haben und das zu einer Veränderung der Artenzusammensetzung führen könnte“, erklärt Prof. Dr. Martin Wahl, Co-Autor der aktuellen Studie und Leiter der Forschungseinheit Benthosökologie am GEOMAR.




Diese Newsmeldung wurde erstellt mit Materialien von idw


News der letzten 7 Tage

www.biologie-seite.de 14 Meldungen

Meldung vom 26.06.2019

Kein Platz für Wölfe

Wölfe lösen beim Menschen gleichermaßen Angst und Faszination aus. Das Raubtier wird bei Nutztierhaltern, J ...

Meldung vom 25.06.2019

Studie: Spinat-Extrakt führt zu Leistungssteigerungen im Sport

Ein Extrakt aus Spinat kann einer internationalen Studie unter Beteiligung der Freien Universität Berlin zufo ...

Meldung vom 25.06.2019

Forscher der Humboldt-Universität entschlüsseln, wie Blütenpflanzen ihren Stoffwechsel drosseln

Artikel im Wissenschaftsjournal eLife erschienen.

Meldung vom 25.06.2019

Upcycling in Symbiose: Von „minderwertigen“ Substanzen zu Biomasse

Forschende entdecken den ersten bekannten schwefeloxidierenden Symbionten, der rein heterotroph lebt.

Meldung vom 25.06.2019

Nicht nur der Wind zeigt den Weg

Wenn der südafrikanische Dungkäfer seine Dungkugel vor sich her rollt, muss er den Weg möglichst präzise k ...

Meldung vom 25.06.2019

Rätsel um Ursprung der europäischen Kartoffel gelöst

Woher stammt die europäische Kartoffel? Pflanzen, die im 19. Jahrhundert auf einer Expedition des britischen ...

Meldung vom 24.06.2019

Molekulare Schere stabilisiert das Zell-Zytoskelett

Forschende des Paul Scherrer Instituts PSI in Villigen haben erstmals die Struktur wichtiger Enzyme in menschl ...

Meldung vom 24.06.2019

Solarium für Hühner - Wie sich der Vitamin-D-Gehalt von Eiern erhöhen lässt

Viele Menschen leiden unter einem Vitamin-D-Mangel. Das kann brüchige Knochen und ein erhöhtes Risiko für A ...

Meldung vom 21.06.2019

Genom der Weisstanne entschlüsselt: Baumart für den Wald der Zukunft

Die Weisstanne ist eine wichtige Baumart im Hinblick auf den Klimawandel. Um sie besser erforschen zu können, ...

Meldung vom 21.06.2019

Künstliche Intelligenz lernt Nervenzellen am Aussehen zu erkennen

st es möglich, das Gehirn zu verstehen? Noch ist die Wissenschaft weit von einer Antwort auf diese Frage entf ...

Meldung vom 21.06.2019

Pilz produziert hochwirksames Tensid

Forschungsteam der Friedrich-Schiller-Universität Jena entdeckt im Bodenpilz Mortierella alpina eine bisher u ...

Meldung vom 20.06.2019

Zufall oder Masterplan

Gemeinsame Pressemitteilung der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel und des Max-Planck-Instituts für Ev ...

Meldung vom 20.06.2019

Systeme stabil halten

Sowohl die Natur als auch die Technik sind auf integrierende Feedback-Mechanismen angewiesen. Sie sorgen dafü ...

Meldung vom 19.06.2019

Wie sich Bakterien gegen Plasmabehandlung schützen

Angesichts von immer mehr Bakterien, die gegen Antibiotika resistent werden, setzt die Medizin unter anderem a ...


21.05.2019
Namenlose Fliegen
03.05.2019
Eine Frage der Zeit
24.04.2019
Kraftwerk ohne DNA

06.03.2019
Bindung mit Folgen
16.01.2019
Plötzlich gealtert

19.12.2018
Baum der Schrecken
07.11.2018
Plastik im Fisch
28.09.2018
Gestresste Pflanzen

13.08.2018
Wie Vögel lernen

15.06.2018
Primaten in Gefahr
24.05.2018
Störche im Aufwind
10.07.2018
Kenne Deinen Fisch!
10.07.2018
Leben ohne Altern
10.07.2018
Lebensraum Käse
10.07.2018
Domino im Urwald
10.07.2018
Trend-Hobby Imker
10.07.2018
Wie Bienen riechen

Newsletter

Neues aus der Forschung