Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Marine Organismen am Meeresboden überleben in saurer Umgebung

09.08.2016

Der Meeresboden ist ein besonders artenreicher Lebensraum für kalkbildende Arten. Seeigel, Seesterne, Kalkalgen und viele Schalentiere wie Muscheln sind hier zuhause. Diese kalkbildenden marinen Organismen spielen für das Ökosystem Ozean eine wichtige Rolle, denn sie erfüllen zahlreiche Funktionen. So sind sie Nahrungslieferant für andere Organismen oder speichern Kohlenstoff. Bereits heute nimmt der Ozean rund ein Viertel des vom Menschen ausgestoßenen Treibhausgases Kohlendioxid (CO2) aus der Atmosphäre auf – mit weitreichenden Folgen für die chemische Zusammensetzung des Meerwassers und die Lebenswelt vieler mariner Organismen.

In einer kürzlich im Fachmagazin Global Biogeochemical Cycles erschienenen Studie haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) gemeinsam mit Kolleginnen und Kollegen vom GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel sowie weiteren internationalen Partnern aus den USA, Neuseeland und Großbritannien überraschende Erkenntnisse über am Meeresboden lebende (benthische), kalkbildende Organismen gewonnen.


Die am Meeresboden lebende Tiefseegarnele wurde von dem internationalen Forscherteam auf ihre Anpassungsfähigkeit an saures Meerwasser untersucht.

Serpent project


Schlangensterne am Meeresboden im Nordost-Atlantik.

Serpent project

In die Studie sind die Daten von mehr als 100 marinen Benthos-Organismen, von der Küstenzone bis zur Tiefsee, von tropischen, gemäßigten und polaren Regionen, in die Untersuchungen eingeflossen.

Löst sich Kohlendioxid (CO2) im Meer, verändern sich die chemischen Parameter. Der pH-Wert sinkt und das Wasser wird saurer. Die Ozeanversauerung gehört damit zu den wichtigsten Forschungsbereichen, wenn es um die Auswirkungen des CO2-Ausstoßes auf benthische, kalkbildende Meeresorganismen und den Lebensraum Ozean geht. Viele Organismen nehmen Magnesium für den Bau ihrer Kalkskelette auf.

Sie gelten dabei als besonders anfällig für die Auswirkungen von saurer werdendem Meerwasser. Im Gegensatz zu Kalzit oder Aragonit löst sich Magnesium in einer sauren Umgebung besonders schnell auf. Die Analyse der chemischen Lebensbedingungen der Organismen ergab jetzt, dass 24 Prozent und damit fast ein Viertel der analysierten Arten bereits heute in einer Umgebung leben, die sich ungünstig auf den Erhalt ihres Kalkskelettes auswirkt.

Dieser Zustand wird Kalziumkarbonat (CaCO3)-Untersättigung genannt. „Das Ergebnis hat uns mehr als überrascht und ist für uns ein eindeutiges Zeichen dafür, dass sich viele marine Organismen sehr wohl im Laufe ihrer physiologischen und evolutionären Entwicklung an das saure Meerwasser anpassen und darin leben können“, ordnet der Erstautor der Studie Dr. Mario Lebrato vom Institut für Geowissenschaften an der CAU die Beobachtungen ein.

Für ihre Untersuchung hat das internationale Forscherteam einen verbesserten Indikator (ΩMg-x) bestimmt. Dieser beschreibt einen für verschiedene Meeresorganismen individuellen Sättigungsgrad von Magnesium im Meerwasser. Mit ihm kann der Sättigungsgrad des Meerwassers im Verhältnis zum Magnesiumgehalt verschiedener Organismen individuell bestimmt werden.

Bisher konzentrieren sich die meisten Untersuchungen auf Kalzit oder Aragonit als Indikatoren für die Bildung von Kalkskeletten oder Kalkschalen unter bestimmten chemischen Verhältnissen. „Dadurch, dass wir den Sättigungsgrad des Meerwassers jetzt für jeden einzelnen Organismus mit Hilfe ihres Magnesiumgehaltes berechnen können, erschließt sich uns deren potentielle Gefährdung durch Ozeanversauerung. In unseren Berechnungen berücksichtigen wir Faktoren der natürlichen Lebensumgebung wie Tiefe und Temperatur“, so Lebrato weiter.

Trotzdem argumentieren die Forschenden, dass vorherige Schwellenwerte für risikobehaftete Organismen durchaus zutreffen könnten. Im Allgemeinen wird ein nominaler Wert von 1 als Anfangspunkt einer Auflösung, also „Risiko“ für den Organismus genutzt. Dieser Wert könnte aber für bestimmte Organismen nicht ausschlaggebend sein, da sie sich schon in dieser Umgebung entwickelt und an sie angepasst haben.

Entsprechend sind weitere Forschungsarbeiten zur Löslichkeit von Magnesiumkalzit geplant, um zu verstehen, wie Organsimen mit bestimmten Bedingungen von Meereswasser umgehen. Der überraschend hohe Wert derjenigen Organismen am Meeresboden, die sich bereits an die veränderten, saureren Lebensbedingungen angepasst haben, scheint auf neuartige Anpassungsmechanismen von Arten hinzudeuten. So gab die Studie keine Einsichten in die allgemeine Anfälligkeit von Organismen in untersättigten Lebensbedingungen.

Offen ist auch die Frage, wie sich die übrigen 76 Prozent der Organismen, die sich noch nicht in saureren Bedingungen befinden, entwickeln werden, wenn die Folgen der Ozeanversauerung auch ihre Lebensräume erfassen. Weitere Aufschlüsse dazu erhoffen sich die Forschenden von der Untersuchung von Schwellenwerten aus Zeiten, als sich das Ozeanwasser entsprechend veränderte und sich Organismen allmählich daran anpassen mussten. Diese Untersuchungen sollen mit weiteren Feld- und Laborexperimenten kombiniert werden.

Diese Studie wurde im Rahmen des Exzellenzclusters „Ozean der Zukunft“ an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel durchgeführt.


Originalpublikation:
Lebrato, M., Andersson, A. J., Ries, J. B., Aronson, R. B., Lamare, M. D., Koeve, W., Oschlies, A., Iglesias-Rodriguez, M. D., Thatje, S., Amsler, M., Vos, S. C., Jones, D. O. B., Ruhl, H. A., Gates, A. R. and McClintock, J. B. (2016), Benthic marine calcifiers coexist with CaCO3-undersaturated seawater worldwide Global Biogeochemical Cycles . DOI 10.1002/2015GB005260

Kontakt:
Dr. Mario Lebrato
Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Institut für Geowissenschaften
E-Mail: mlebrato13@gmail.com

Weitere Informationen:

http://www.uni-kiel.de/pressemeldungen/index.php?pmid=2016-268-lebrato

Dr. Boris Pawlowski | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Nano-Ampel zeigt Risiko an
24.04.2018 | Universität Duisburg-Essen

nachricht Resteverwerter im Meeresboden
24.04.2018 | Carl von Ossietzky-Universität Oldenburg

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: 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...

Im Focus: Moleküle brillant beleuchtet

Physiker des Labors für Attosekundenphysik, der Ludwig-Maximilians-Universität und des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik haben eine leistungsstarke Lichtquelle entwickelt, die ultrakurze Pulse über einen Großteil des mittleren Infrarot-Wellenlängenbereichs generiert. Die Wissenschaftler versprechen sich von dieser Technologie eine Vielzahl von Anwendungen, unter anderem im Bereich der Krebsfrüherkennung.

Moleküle sind die Grundelemente des Lebens. Auch wir Menschen bestehen aus ihnen. Sie steuern unseren Biorhythmus, zeigen aber auch an, wenn dieser erkrankt...

Im Focus: Molecules Brilliantly Illuminated

Physicists at the Laboratory for Attosecond Physics, which is jointly run by Ludwig-Maximilians-Universität and the Max Planck Institute of Quantum Optics, have developed a high-power laser system that generates ultrashort pulses of light covering a large share of the mid-infrared spectrum. The researchers envisage a wide range of applications for the technology – in the early diagnosis of cancer, for instance.

Molecules are the building blocks of life. Like all other organisms, we are made of them. They control our biorhythm, and they can also reflect our state of...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
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

Mars Sample Return – Wann kommen die ersten Gesteinsproben vom Roten Planeten?

23.04.2018 | Veranstaltungen

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

RWI/ISL-Containerumschlag-Index auf hohem Niveau deutlich rückläufig

24.04.2018 | Wirtschaft Finanzen

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

24.04.2018 | HANNOVER MESSE

infernum-Tag 2018: Digitalisierung und Nachhaltigkeit

24.04.2018 | Veranstaltungsnachrichten

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