Nahrungskette in Gefahr: Großes Plankton-Sterben in den Weltmeeren

Aus winzigen Teilchen, wie dieser Kieselalge Pleurosigma, besteht das Phytoplankton größtenteils. Sie sind die Grundlage der Nahrungskette im Meer© Harry Taylor/Nature

Die Erderwärmung führt zu einer starken Verringerung des pflanzlichen Planktons in den Ozeanen, was zunehmend die gesamte Nahrungsmittelkette in den Meeren gefährdet. Zu diesem Schluss kommen drei Forscher der Universität Dalhousie in der kanadischen Provinz Neuschottland. Die nachlassende Phytoplankton-Produktion - jährlich im Durchschnitt etwa ein Prozent der weltweiten Masse - verändere nicht nur die marinen Ökosysteme, sondern auch die Erträge der Fischereiwirtschaft, schreiben die Wissenschaftler in "Nature". Der Rückgang kann sich daher auch weitreichend auf den Menschen auswirken.

Phytoplankton sind winzige Lebewesen in den Meeren, die Photosynthese betreiben. Dazu gehören etwa Kiesel- und Grünalgen, Dinoflagellaten und Cyanobakterien. Sie bilden die Nahrungsgrundlage aller Meerestiere. Phytoplankton wird zum Beispiel von einem winzigen Krebs, dem Krill, gefressen. Dieser ist wiederum das Hauptnahrungsmittel unter anderem für Wale, Robben, Pinguine, sowie für zahlreiche Fische und Seevögel.

"Das Phytoplankton ist der Treibstoff der Meere. Ein Rückgang des Phytoplanktons beeinflusst alles, was in der Nahrungskette höher steht, den Menschen eingeschlossen", schreiben die Forscher. Das Phytoplankton macht etwa die Hälfte der gesamten auf der Erde produzierten organischen Materie aus. Zudem bildet es mehr als die Hälfte des Sauerstoffs in der Atmosphäre.

Menge an Plankton nimmt gravierend ab

Bereits seit längerem ist bekannt, dass die weltweit steigenden Temperaturen sich auch auf die Planktonmenge auswirken. Satellitenmessungen seit Ende der 1970er Jahre hatten schon auf Schwankungen im Phytoplankton-Gehalt der Meere hingewiesen, letztlich aber kein einheitliches Bild geliefert. Wie dramatisch die Auswirkungen sind, zeigen nun die in der Studie gewonnenen Daten.

In acht von zehn Ozeanregionen hat das Phytoplankton im 20. Jahrhundert abgenommen - jährlich im globalen Durchschnitt um ein Prozent. Dabei sank der Gehalt mit steigender Oberflächentemperatur besonders in den Tropen und Subtropen. Insgesamt ging die Masse an Phytoplankton in den vergangenen 60 Jahren um rund 40 Prozent zurück

Für die Untersuchung kombinierten die Wissenschaftler modernste Technologie mit historischen Messtechniken. Die exaktesten Angaben über die Biosphäre der Meere liefern heute Satellitenbilder, die aus dem All aufgenommen werden. Auswertbare Satellitenaufnahmen gibt es aber erst seit den 90er Jahren - was für Langzeitstudien nicht ausreicht.

Deshalb bezogen die kanadischen Forscher Daniel Boyce und Marlon Lewis von der Dalhousie University in Halifax sowie Boris Worm vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung jetzt mehr und ältere Daten in ihre Untersuchung ein. Es handelte sich dabei um Messungen des Chlorophyll-Gehalts der Meere, die im 19. Jahrhundert mit einer einfachen Technik durchgeführt wurden. Dazu wurde eine weiße Scheibe regelmäßig im Meereswasser versenkt, bis sie nicht mehr zu sehen war. Diese lieferte Hinweise auf das Licht, das durch die oberen Wasserschichten gelangte. Die Aufzeichnungen darüber geben ziemlich genau die Konzentration von Chlorophyll an. Da Chlorophyll wiederum ein Pigment ist, das alle Phytoplankton-Organismen besitzen, lässt sich daraus die Phytoplankton-Biomasse ableiten. Insgesamt wertete das Team um Boyce fast 450.000 Messdaten aus dem Zeitraum von 1899 bis 2008 aus.

Als Ursache für den Rückgang des Planktons in der Wassersäule sehen Forscher den Klimawandel. Abhängig von der Temperatur ist das Wasser im offenen Meer in Schichten unterteilt. Das Phytoplankton, das sich nahe der Oberfläche befindet, bekommt seine Nahrung aus den tieferen Schichten. Erwärmt sich Wasser an der Oberfläche, werden die Nährstoffe nicht mehr so gut von den unteren Schichten nach oben verteilt. Als Folge lasse das Wachstum des Phytoplanktons nach, erläutern die Forscher.