Paradigmenwechsel in der Krillforschung - Studie rückt Rolle des Antarktischen Meereises in neues Licht

Der Kleinkrebs Euphausia superba (Antarktischer Krill) spielt eine Schlüsselrolle im Ökosystem der Antarktis. Bisher vermuteten Wissenschaftler, dass Krilllarven den antarktischen Winter überstehen, indem sie sich von an und im Packeis lebenden mikroskopisch kleinen Algen ernähren. Ein internationales Forscherteam um die Oldenburger Meeresbiologin Prof. Dr. Bettina Meyer hat nun herausgefunden, dass die Larven im winterlichen Packeis hauptsächlich Schutz, aber nur wenig Futter finden. Spezielle Strategien ermöglichten es den Larven dennoch, in diesem nahrungsarmen Umfeld zu überleben, schreiben die Wissenschaftler im Fachjournal Nature Ecology & Evolution.
Unterwasseraufnahme von Krill-Larven unter einem Block Meereis (Dr. Urlich Freier / SC-Scientific Consulting)
Krill-Larven unter dem Meereis in der Antarktis
Foto: Dr. Urlich Freier / SC-Scientific Consulting

Der Antarktische Krill, eine der am häufigsten vorkommenden Arten weltweit, entlässt im Frühjahr seine Eier ins Wasser. Über mehrere Stadien wachsen die Larven über den antarktischen Sommer, Herbst und Winter heran. Um besser zu verstehen, wie diese den Winter überleben, beobachteten die Wissenschaftler die Larven in zahlreichen Tauchgängen im nördlichen Weddellmeer, nordöstlich der Antarktischen Halbinsel. Außerdem untersuchten sie sowohl den Zustand von Larven unter dem Packeis als auch von Larven aus der Eisrandzone und dem offenen Wasser.

Die Ergebnisse zeigen, dass die Unterseite des Meereises nicht, wie bisher angenommen, eine reichlich mit Algen gedeckte Tafel für Krilllarven ist. Im Gegenteil: „Die Larven können die im Meereis eingeschlossene Biomasse größtenteils nicht nutzen", sagt Meyer, Expertin für Biodiversität und Polarmeere am Institut für Chemie und Biologie des Meeres der Universität Oldenburg und am Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI). Erst mechanisches Zerreiben des Eises oder Schmelzen löst die im Eis eingeschlossenen Algen heraus und macht sie so für die Larven zugänglich. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass vielmehr die Eisrandzone für die Entwicklung der Krilllarven wichtig ist. Hier wechseln sich offene Wasserflächen mit eisbedeckten ab. Die Eisschollen böten den Larven Schutz vor Fressfeinden, erläutert Meyer. „Und der mechanische Abrieb der Schollen und das zwischen den Schollen einfallende Licht regt die Algenproduktion im Wasser an."

Krill (Carsten Pape)
Antarktischer Krill (Euphausia superba)
Foto: Carsten Pape

Die Wissenschaftler beobachteten, dass sich die Larven tagsüber in kleinen Eisnischen, geschützt vor Fressfeinden, aufhalten. Sobald die Sonne untergeht – die Nacht dauert in dieser Region 18 Stunden – verlässt der Krillnachwuchs seinen Schutzraum und verteilt sich in den obersten 20 Metern des Ozeans. Hier driftet er mit der Strömung in andere Gebiete und kehrt bei Sonnenaufgang zur Unterseite des Meereises zurück. „Die Larven wandern damit genau entgegengesetzt zu ausgewachsenem Krill und anderen Organismen", erläutert Meyer. Mit Hilfe eines mathematischen Modells konnten die Wissenschaftler zeigen, dass dieses Verhalten die Chance erhöht, in dem nahrungsarmen Habitat unter dem Eis Nahrung zu finden. Mit der Strömung gelangt der Krillnachwuchs letztlich auch in die an das Weddellmeer angrenzende Scotiasee – eine Region, die bekannt ist für hohe Krillvorkommen. „Wir zeigen zum ersten Mal einen Mechanismus, wie die große Biomasse dort aufrechterhalten wird", ergänzt die Meeresbiologin.

Meyer und ihre Kollegen beschäftigten sich bereits in mehreren Studien mit der Frage, welche Faktoren die Größe der Antarktischen Krillpopulation beeinflussen. Dabei zeigte sich, dass längerfristige Schwankungen der Krillpopulation vor allem durch Konkurrenz innerhalb der Art in den Herbstmonaten bedingt sind. Ursprünglich hatten Forscher auch hier den Winter und die Eisbildung als kritischen Faktor gesehen. „Unsere neuen Ergebnisse bestätigen, dass die Nahrungsverhältnisse in der Wassersäule im antarktischen Herbst und im späten Winter bzw. Frühjahr für die Entwicklung der Krillpopulation entscheidend zu sein scheinen", sagt die Biologin. „Außerdem sehen wir, dass ein klimabedingter Rückgang des Meereises in dem Gebiet, wo die Larven zum Ende des Winters entlassen werden, sich nicht zwangsläufig dramatisch auf die Krillbestände auswirken muss", ergänzt Meyer. Weniger Meereis bedeute zwar eine größere Gefahr durch Fressfeinde, aber auch ein besseres Nahrungsangebot, da mehr Licht in manchen Gebieten zu höherer Algenproduktion führen kann.

Publikation: Bettina Meyer et. al. (2017). The winter pack-ice zone provides a sheltered but food-poor habitat for larval Antarctic krill. Nature Ecology & Evolution. DOI:10.1038/s41559-017-0368-3.