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Methan: Insektenlarven in Seen sind unvermutete „Klimasünder“

14.03.2017

Büschelmücken (Chaoborus spp) sind kleine Fliegen, die mit Ausnahme der Antarktis überall auf der Erde zu finden sind. Wissenschaftler haben entdeckt, dass die Larven dieser Insekten Methan aus den Sedimenten von Seen freisetzen, um es für ihre Fortbewegung zu nutzen. Dieser Mechanismus könnte die Methan-Emissionen in die Atmosphäre erhöhen und somit die globale Erderwärmung beschleunigen. Die Studie, an der die Universität Genf (UNIGE), das Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB), die Universität Potsdam und die Swansea University beteiligt waren, wurde am 14. März im Fachjournal „Scientific Reports“ veröffentlicht.

Büschelmücken (Chaoborus spp) verbringen ein bis zwei Jahre ihres Lebens als Larven unter Wasser. Tagsüber verstecken sich die Tiere vor ihren Feinden im Sediment, zum Fressen kommen sie aber jede Nacht an die Wasseroberfläche. Um sich auf- und abwärts zu bewegen, nutzen die Larven kleine Gassäckchen in ihrem Körper. Indem sie diese befüllen oder entleeren, verändern die Tiere ihre Position im Wasser.


Klein, aber oho: In Versuchen stellten Wissenschaftler fest, dass die Larven der Büschelmücke Methan freisetzen und das Gas in der Wassersäule verteilen.

IGB

„Dies funktioniert jedoch nur bis zu einer Tiefe von etwa 70 Metern“, erklärt Prof. Hans-Peter Grossart, Mitautor der Studie und Wissenschaftler am IGB. „Dann wird der Wasserdruck zu groß für die Larven, um ihre Gaspolster zu füllen.“ Gemeinsam mit Prof. Daniel McGinnis und Dr. Sabine Flury (Universität Genf) sowie Prof. Kam Tang (Universität Swansea) hat er erforscht, wie es den relativ kleinen Tieren dennoch gelingt, an die Wasseroberfläche zu gelangen.

„Wir wissen, dass Methan in großen Mengen in den Sedimenten am Gewässergrund vorkommt und kleine Bläschen formt“, berichtet Daniel McGinnis. Die Wissenschaftler vermuteten deshalb, dass Büschelmücken dieses Gas nutzen, um damit trotz des hohen Wasserdrucks ihre Gassäckchen aufzufüllen.

Und tatsächlich, das Methan strömt fast automatisch in die Gassäckchen der kleinen Larven und ermöglicht so den Aufstieg der Tiere an die Wasseroberfläche. Durch diesen Lift-Effekt sparen die Larven bis zu 80 Prozent Energie. Das hilft ihnen zum Beispiel, mit weniger Nahrung auszukommen und neue Lebensräume zu erschließen.

Larven verschärfen den Treibhauseffekt

Methan ist aber auch ein entscheidender Faktor bei der globalen Erderwärmung. Das Gas absorbiert 28 Mal mehr Wärme als Kohlendioxid (CO2). „20 Prozent aller natürlichen Methan-Emissionen stammen aus Binnengewässern“, erklärt Grossart. Normalerweise sei das meiste Gas jedoch in Seesedimenten gespeichert und festgelegt.

Die Wissenschaftler untersuchten deshalb, was mit dem Methan passiert, nachdem es von den Larven freigesetzt wird. „Dafür setzten wir die Larven in ein Gefäß mit Wasser, das wir zuvor mit Methan angereichert hatten“, erklärt McGinnis „Anschließend überführten wir sie in methanarmes Wasser.“

Die Messungen ergaben, dass sich der Methangehalt des Wassers proportional zur Anzahl der Larven erhöht. Mit anderen Worten: Die Larven setzen das Gas aus dem Sediment frei und verteilen es anschließend in der Wassersäule. Auf diesem Weg gelangt Methan nicht nur vermehrt in die Oberflächengewässer, sondern von dort aus auch in die Atmosphäre. Die Tiere fördern damit die globale Erderwärmung, sind sich die Autoren einig.

Schlechte Wasserqualität bietet Larven beste Bedingungen

Büschelmücken gelten als ein Zeichen für den schlechten ökologischen Zustand von Seen. „Die Larven, deren Dichte von 2.000 bis 130.000 Individuen pro Quadratmeter variieren kann, kommen insbesondere in Seen mit schlechter Wasserqualität oder einem zu hohen Nährstoffgehalt vor“, sagt McGinnis.

Dies erfordere vor allem Anstrengungen bei der Verbesserung der Wasserqualität und eine Reduktion der Nährstoffeinträge durch Landwirtschaft und Abwässer, um die Freisetzung von Methan künftig zu reduzieren.

Die Studie wurde im Rahmen eines Fellowships am Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei in Neuglobsow durchgeführt.

Link zur Studie:

http://www.nature.com/articles/srep44478 (ab 14. März 2017)

Daniel F. McGinnis, Sabine Flury, Kam W. Tang & Hans-Peter Grossart (2017): Porewater methane transport within the gas vesicles of diurnally migrating Chaoborus spp.: An energetic advantage. Scientific Reports 7:44478, DOI: 10.1038/srep44478.

Ansprechpartner:

Prof. Hans-Peter Grossart
Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)
E-Mail: hgrossart@igb-berlin.de
Telefon: +49 (0)33082 699 91

Über das IGB:

http://www.igb-berlin.de

Das IGB ist das bundesweit größte Forschungszentrum für Binnengewässer. Es verbindet Grundlagen- und Vorsorgeforschung, bildet den wissenschaftlichen Nachwuchs aus und berät Politik und Gesellschaft in Fragen des nachhaltigen Gewässermanagements. Forschungsschwerpunkte sind u.a. die Langzeitentwicklung von Seen, Flüssen und Feuchtgebieten angesichts sich rasch ändernder Umweltbedingungen, die Renaturierung von Ökosystemen, die Biodiversität aquatischer Lebensräume sowie Technologien für eine ressourcenschonende Aquakultur. Die Arbeiten erfolgen in enger Kooperation mit den Universitäten und Forschungsinstitutionen der Region Berlin/Brandenburg und weltweit. Das IGB gehört zum Forschungsverbund Berlin e. V., einem Zusammenschluss von acht natur-, lebens- und umweltwissenschaftlichen Instituten in Berlin. Die vielfach ausgezeichneten Einrichtungen sind Mitglieder der Leibniz-Gemeinschaft.

Angelina Tittmann | idw - Informationsdienst Wissenschaft

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