Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Eisalgen: Der Motor des Lebens im zentralen Arktischen Ozean

12.07.2016

Im und unter dem Meereis lebende Algen dienen auch Tieren aus größerer Tiefe als Energiequelle

Algen, die im und unter dem Meereis leben, spielen eine viel größere Rolle für das arktische Nahrungsnetz als bislang angenommen. In einer neuen Studie konnten Biologen des Alfred-Wegener-Instituts, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung erstmals nachweisen, dass sich nicht nur direkt unter dem Eis lebende Tiere von den sogenannten Eisalgen ernähren.


Arktischer Flohkrebs Themisto libellula

Foto: Alfred-Wegener-Institut / A. Kraft

Auch Arten, die vorwiegend in größeren Wassertiefen vorkommen, beziehen einen Großteil ihres Energiebedarfs ursprünglich aus diesen Algen. Im Umkehrschluss bedeutet dies, dass der Rückgang des arktischen Meereises weitreichende Folgen für das gesamte Nahrungsnetz des Arktischen Ozeans haben kann. Ihre Ergebnisse sind jetzt online im Fachjournal Limnology & Oceanography erschienen.

Das sommerliche Meereis in der Arktis schwindet rasant und mit ihm der Lebensraum für Eisalgen. Die Folgen dieses Rückgangs für das arktische Ökosystem sind schwer absehbar. Welche Bedeutung in diesem Zusammenhang Eisalgen für das arktische Nahrungsnetz haben, konnten Wissenschaftler des Alfred-Wegener-Instituts, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung jetzt nachweisen.

„In vielen Studien wurde bereits spekuliert, dass Eisalgen eine wichtige Energiequelle für die polaren Ökosysteme sind. Wir konnten jetzt zeigen, dass nicht nur Eis-assoziierte Tiere den Großteil ihres Kohlenstoffbedarfs überwiegend aus Eisalgen beziehen, sondern überraschenderweise auch Arten, die vorwiegend im freien Wasser, also meist in größerer Tiefe, leben“, sagt Erstautorin Doreen Kohlbach.

In einer neuen Studie haben sie und ihre Kollegen Ruderfußkrebse, Flohkrebse und Flügelschnecken aus dem zentralen Arktischen Ozean auf ihre Abhängigkeit von Eisalgen untersucht. Von einer Reihe dieser Tierarten ist bekannt, dass sie die Unterseite des Meereises als Lebensraum nutzen. Viele andere Zooplanktonarten aber verbringen ihr gesamtes Leben schwebend in Wassertiefen bis zu 1000 Meter und mehr.

„Wir wissen jetzt, dass Eisalgen eine viel wichtigere Rolle für das pelagische Nahrungsnetz spielen als angenommen. Diese Erkenntnis bedeutet aber auch, dass der Rückgang des Eises arktische Meeresbewohner wie Fische, Robben und am Ende auch den Eisbären viel tiefgreifender treffen könnte als bisher vermutet“, sagt Doreen Kohlbach.

Nachweisen konnte die AWI-Forscherin die enge Verbindung zwischen Zooplankton und Eisalgen mithilfe von Fettsäuren als Biomarkern. Diese werden in der Nahrungskette unverändert weitergegeben. Die für Eisalgen typischen Fettsäuren können demzufolge anzeigen, ob ein Tier über die Nahrung Kohlenstoff aus Eisalgen aufgenommen hat. Um zu bestimmen, wie hoch der Anteil an Eisalgen-Kohlenstoff an der Nahrung genau ist, führte Doreen Kohlbach zusätzlich eine Isotopen-Analyse an diesen Biomarkern durch.

Hierbei machte sich die Wissenschaftlerin die Tatsache zunutze, dass Eisalgen von Natur aus einen höheren Anteil an schwerem Kohlenstoff in ihre Zellen einbauen als die frei im Wasser lebenden Algen. Aus dem Verhältnis von schwerem zu leichtem Kohlenstoff in den Biomarkern lässt sich so der genaue Anteil des Kohlenstoffs aus Eisalgen in Organismen entlang des Nahrungsnetzes bestimmen.

Im Ergebnis zeigte sich, das Eis-assoziierte Tiere zwischen 60 und 90 Prozent ihres Kohlenstoffs aus Eisalgen beziehen. Bei den in größeren Wassertiefen lebenden Tieren lagen die Werte zwischen 20 und 50 Prozent – und damit deutlich höher als erwartet. „Persönlich überrascht war ich vor allem vom Anteil im räuberischen Flohkrebs Themisto libellula, der im Freiwasser lebt und nicht an der Eisunterseite jagt.

Wie wir jetzt wissen, stammen bis zu 45 Prozent seines Kohlenstoffgehalts aus Eisalgen, die wohl auf dem Speiseplan seiner Beutetiere standen“, sagt AWI-Meereisökologe und Co-Autor Dr. Hauke Flores. Zur Beute des räuberischen Flohkrebses gehören pelagische Ruderfußkrebse, die wiederum einen Eisalgenkohlenstoffanteil von bis zu 50 Prozent aufwiesen, „obwohl wir angenommen hatten, dass sie sich hauptsächlich von Algen aus der Wassersäule ernähren“, so Hauke Flores.

Die Zahlen sind noch vor einem anderen Hintergrund überraschend: Eisalgen wachsen vor allem im Frühjahr, wenn wenig Licht durch das noch dicke Eis dringt. Die Proben wurden hingegen im Sommer genommen – und dennoch war der Anteil des Eisalgen-Kohlenstoffs in der Nahrungskette im Verhältnis sehr hoch. Wie sehen die Zahlen in anderen Jahreszeiten aus, lautet eine der Fragen, welche die AWI-Wissenschaftler sich nun stellen. Ebenso interessiert sie, ob stärker zwischen den verschiedenen Eisalgen differenziert werden kann und es womöglich eine Schlüsselalge gibt.

Mit der neuen Studie kann nun erstmals der Fluss des Eisalgen-Kohlenstoffs durch das sommerliche Nahrungsnetz der Zentralarktis mit konkreten Zahlen belegt werden. Diese Werte können AWI-Biologen in Modellrechnungen nutzen, um die Folgen des Meereisrückgangs für das arktische Ökosystem abzuschätzen.


Hinweise für Redaktionen:
Die Studie ist unter folgendem Titel frei zugänglich im Fachjournal Limnology & Oceanography erschienen:
Doreen Kohlbach, Martin Graeve, Benjamin Lange, Carmen David, Ilka Peeken, Hauke Flores: The importance of ice algae-produced carbon in the central Arctic Ocean ecosystem: food web relationships revealed by lipid and stable isotope analyses, Limnology & Oceanography, DOI: 10.1002/lno.10351 ; Link zur Studie: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/lno.10351/full

Druckbare Fotos finden Sie in der Online-Version dieser Pressemitteilung unter: http://www.awi.de/nc/ueber-uns/service/presse.html

Weiterführende Informationen zur Meereis-Biologie finden Sie hier: http://www.awi.de/im-fokus/meereis/artikel/leben-im-und-unter-dem-eis.html

Ihre wissenschaftlichen Ansprechpartner am Alfred-Wegener-Institut sind:
• Doreen Kohlbach (Tel: +49 (0)471 4831 - 1085; E-Mail: Doreen.Kohlbach(at)awi.de)
• Dr. Hauke Flores (Tel.: +49 (0)471 4831 - 1444; E-Mail: Hauke.Flores(at)awi.de)

Ihre Ansprechpartnerin in der Abteilung Kommunikation und Medien ist Sina Löschke (Tel: +49 (0)471 4831 - 2008; E-Mail: medien(at)awi.de).

Das Alfred-Wegener-Institut forscht in der Arktis, Antarktis und den Ozeanen der mittleren und hohen Breiten. Es koordiniert die Polarforschung in Deutschland und stellt wichtige Infrastruktur wie den Forschungseisbrecher Polarstern und Stationen in der Arktis und Antarktis für die internationale Wissenschaft zur Verfügung. Das Alfred-Wegener-Institut ist eines der 18 Forschungszentren der Helmholtz-Gemeinschaft, der größten Wissenschaftsorganisation Deutschlands.

Ralf Röchert | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.awi.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Der lange Irrweg der ADP Ribosylierung
26.04.2018 | Max-Planck-Institut für Biologie des Alterns

nachricht Neuer Impfstoff-Kandidat gegen Malaria erfolgreich in erster klinischer Studie untersucht
25.04.2018 | Universitätsklinikum Heidelberg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Why we need erasable MRI scans

New technology could allow an MRI contrast agent to 'blink off,' helping doctors diagnose disease

Magnetic resonance imaging, or MRI, is a widely used medical tool for taking pictures of the insides of our body. One way to make MRI scans easier to read is...

Im Focus: Fraunhofer ISE und teamtechnik bringen leitfähiges Kleben für Siliciumsolarzellen zu Industriereife

Das Kleben der Zellverbinder von Hocheffizienz-Solarzellen im industriellen Maßstab ist laut dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE und dem Anlagenhersteller teamtechnik marktreif. Als Ergebnis des gemeinsamen Forschungsprojekts »KleVer« ist die Klebetechnologie inzwischen so weit ausgereift, dass sie als alternative Verschaltungstechnologie zum weit verbreiteten Weichlöten angewendet werden kann. Durch die im Vergleich zum Löten wesentlich niedrigeren Prozesstemperaturen können vor allem temperatursensitive Hocheffizienzzellen schonend und materialsparend verschaltet werden.

Dabei ist der Durchsatz in der industriellen Produktion nur geringfügig niedriger als beim Verlöten der Zellen. Die Zuverlässigkeit der Klebeverbindung wurde...

Im Focus: BAM@Hannover Messe: Innovatives 3D-Druckverfahren für die Raumfahrt

Auf der Hannover Messe 2018 präsentiert die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), wie Astronauten in Zukunft Werkzeug oder Ersatzteile per 3D-Druck in der Schwerelosigkeit selbst herstellen können. So können Gewicht und damit auch Transportkosten für Weltraummissionen deutlich reduziert werden. Besucherinnen und Besucher können das innovative additive Fertigungsverfahren auf der Messe live erleben.

Pulverbasierte additive Fertigung unter Schwerelosigkeit heißt das Projekt, bei dem ein Bauteil durch Aufbringen von Pulverschichten und selektivem...

Im Focus: BAM@Hannover Messe: innovative 3D printing method for space flight

At the Hannover Messe 2018, the Bundesanstalt für Materialforschung und-prüfung (BAM) will show how, in the future, astronauts could produce their own tools or spare parts in zero gravity using 3D printing. This will reduce, weight and transport costs for space missions. Visitors can experience the innovative additive manufacturing process live at the fair.

Powder-based additive manufacturing in zero gravity is the name of the project in which a component is produced by applying metallic powder layers and then...

Im Focus: IWS-Ingenieure formen moderne Alu-Bauteile für zukünftige Flugzeuge

Mit Unterdruck zum Leichtbau-Flugzeug

Ingenieure des Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) in Dresden haben in Kooperation mit Industriepartnern ein innovatives Verfahren...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Konferenz zur Marktentwicklung von Gigabitnetzen in Deutschland

26.04.2018 | Veranstaltungen

infernum-Tag 2018: Digitalisierung und Nachhaltigkeit

24.04.2018 | Veranstaltungen

Fraunhofer eröffnet Community zur Entwicklung von Anwendungen und Technologien für die Industrie 4.0

23.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Der lange Irrweg der ADP Ribosylierung

26.04.2018 | Biowissenschaften Chemie

Belle II misst die ersten Teilchenkollisionen

26.04.2018 | Physik Astronomie

Anzeichen einer Psychose zeigen sich in den Hirnwindungen

26.04.2018 | Medizin Gesundheit

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics