Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie überlebt Krill den Winter in der Antarktis?

15.10.2013
Zweimonatige Tauchexpedition mit FS Polarstern endet in Kapstadt

Forscher des Alfred-Wegener-Instituts konnten gemeinsam mit internationalen Kollegen erstmals Verteilung und Verhalten von jungem Krill unter dem winterlichen Meereis der Antarktis beobachten.


Krillschwarm
© Ulrich Freier/Alfred-Wegener-Institut

Um den Lebenszyklus dieser ökologisch sehr bedeutenden Art zu entschlüsseln, waren 51 Wissenschaftler und Techniker sowie 44 Besatzungsmitglieder 63 Tage mit dem Forschungseisbrecher Polarstern im Weddellmeer unterwegs. Die in Punta Arenas (Chile) gestartete Expedition endet am Mittwoch, den 16. Oktober in Kapstadt (Südafrika).

Jeden Winter bildet das Meereis rund um die Antarktis auf einer Fläche von rund 19 Millionen Quadratkilometer eine feste Oberfläche. Dieses Gebiet ist damit fast doppelt so groß wie die USA, jedoch wegen seiner Abgelegenheit und der unwirtlichen Bedingungen im Winter ein nahezu weißer Fleck auf der Forschungslandkarte. Die Polarstern ist eines der wenigen Schiffe weltweit, das auch im Winter in diese Region vordringen kann – und so in der Lage ist, eines der großen Rätsel der Antarktisbiologie aufzuklären: Wie überlebt Krill den Winter, wenn es im Wasser scheinbar kaum Nahrung gibt?

Der Antarktische Krill (Euphausia superba) ist eine garnelenähnliche Krebsart und spielt eine Schlüsselrolle im gesamten antarktischen Ökosystem. Um ihn in der eisbedeckten Antarktis unter dem Meereis aufzuspüren und genau zu erforschen, hat Expeditionsleiterin Dr. Bettina Meyer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI), ein internationales Expertenteam zusammengestellt. Es besteht neben AWI-Kollegen aus Forschern der Australischen Antarktisdivision (AAD), dem Südafrikanischen Department für Landwirtschaft, Forsten und Fischerei (DAFF), dem Südafrikanischen Environmental Observation Network (SAEON) sowie den Südafrikanischen Universitäten von Grahamstown, Kapstadt und Stellenbosch und der Universität Istanbul (Türkei).

„Der Krill hat zusammengenommen vermutlich die höchste Biomasse aller wildlebenden Tiere auf der Welt“, sagt AWI-Biologin Meyer. Er bildet die Nahrungsgrundlage für Pinguine, Robben und Wale. Das Krillvorkommen hat in den letzten Jahren jedoch deutlich abgenommen. Dieser Rückgang scheint einherzugehen mit Veränderungen im zeitlichen Auftreten und der Ausdehnung des Meereises in wärmer werdenden Teilen der Antarktis.

Um den Krill in seinem Lebensraum direkt zu beobachten, hat der Forschungseisbrecher Polarstern während der Expedition zweimal für etwa zehn Tage an einer großen Eisscholle im Packeis festgemacht. Dort errichteten die Forscher Tauchcamps, von denen aus sowohl Forschungstaucher als auch ein ferngesteuertes Unterwasserfahrzeug (ROV) für Messungen und Videoaufnahmen unter das Eis tauchten. „Das Videomaterial ist wirklich außergewöhnlich“, sagt Meyer. „Wir konnten sehen, dass das Eis von unten sehr komplex sein kann und Höhlen und Terrassen bildet, wo sich eine Eisscholle über eine andere geschoben hat. Unter dem Eis gibt es nicht den einen Lebensraum, sondern eine Vielzahl von Mikrohabitaten, so strukturreich wie ein umgedrehtes Riff“, erläutert Dr. Ulrich Freier, Leiter der achtköpfigen wissenschaftlichen Tauchgruppe. „Das Licht, das durch den Schnee und das Eis dringt, reicht aus, um diesem Lebensraum die Atmosphäre einer gotischen Kathedrale zu verleihen, wunderschöne Blau- und Grüntöne des Ozeans verbinden sich mit dem Weiß des Eises, in das fleckenhaft Braun und Gelbtöne eingebettet sind“, sagt Freier, „ein Zeichen, dass die biologischen Prozesse bereits im Spätwinter der Südhalbkugel in vollem Gange sind.“ Dr. Klaus Meiners von der AAD fügt hinzu: „Diese Farben stammen von Algen, die im Eis wachsen.“ Er manövrierte ein Radiometer mit dem ROV unter das Eis, das das Lichtspektrum der einfallenden Strahlung misst. So ist es möglich, die Biomasse der im Eis lebenden Algen zu quantifizieren.

Die Forscher konnten Krilllarven und juvenilen Krill in großen Schwärmen beobachten, die sich eng an das Eis hielten. An einigen Stellen erreichte der Krillnachwuchs eine Dichte von 10.000 Tieren pro Quadratmeter. „Die Verteilung der Tiere ist sehr unregelmäßig. Die Tiere scheinen die Höhlen und Terrassen zu bevorzugen, die durch überlagerte Eisschollen gebildet werden. Sie bieten geschützte Regionen, in denen die Larven fressen und sich vor Verdriftung schützen können“, sagt AWI-Biologin Meyer.

Tagsüber filmten die Forscher Krill, der direkt am Eis fraß. Nachts war das Bild jedoch anders: Die Tiere verließen die Eisunterseite und hielten sich in den obersten 20 Metern in der Wassersäule auf - möglicherweise um sich vor Fraßfeinden zu schützen, die im Dunkeln an die Oberfläche kommen. „Wir konnten erstmals solche tageszeitlichen Wanderungen junger Stadien des Krills beobachten“, erläutert Dr. Mathias Teschke vom Alfred-Wegener-Institut. „Die Wanderungen in der Wassersäule zwischen Tag und Nacht deuten darauf hin, dass Krilllarven eine steuernde innere Uhr haben könnten“, vermutet der Chronobiologe Teschke. Weitere Aufschlüsse soll ihm die genetische DNA-Analyse von Larven bringen, die er zu diesem Zweck eingefroren mit ins Bremerhavener AWI-Labor bringen wird.

Die Ergebnisse der Expedition bestätigen die Bedeutung von Meereis für den Lebenszyklus des Krills. Laut Expeditionsleiterin Meyer könnte neben der Ausdehnung des Meereises auch der Zeitpunkt der Eisbildung eine entscheidende Rolle spielen: „Krill scheint auf Meereis angewiesen zu sein, das ausreichend früh im Jahr gebildet wird. Es kann einerseits hohe Mengen Biomasse einschließen und schiebt sich andererseits übereinander und bildet so die Mikrohabitate, die der Krill bevorzugt.“ Bei der Prognose der Effekte des Klimawandels im Ökosystem Antarktis müssen die Forscher solche komplexen Wechselwirkungen mit berücksichtigen.

Die Polarstern wird nach viereinhalb Monaten in der winterlichen Antarktis jetzt zu routinemäßigen Wartungs- und Reparaturarbeiten in Kapstadt in die Werft gehen. Am 9. November soll planmäßig die Sommersaison mit einer fünfwöchigen Expedition in den Südatlantik beginnen. Ihren Heimathafen Bremerhaven läuft die Polarstern im April 2014 nach eineinhalb Jahren auf der Südhalbkugel wieder an.

Aktuelle Informationen zur Meereissituation in der Antarktis gibt es im Meereisportal: http://www.meereisportal.de/

Ihre wissenschaftliche Ansprechpartnerin ist Dr. habil. Bettina Meyer. Bitte kontaktieren Sie Dr. Folke Mehrtens (Tel. 0471 4831-2007, E-Mail: medien@awi.de) in der Abteilung Kommunikation und Medien des Alfred-Wegener-Instituts, um Termine zu vereinbaren, da Bettina Meyer unterwegs ist.

Folgen Sie dem Alfred-Wegener-Institut auf Twitter und Facebook. So erhalten Sie alle aktuellen Nachrichten sowie Informationen zu kleinen Alltagsgeschichten aus dem Institutsleben.

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
Weitere Informationen:
http://www.awi.de
http://www.meereisportal.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Stottern: Stoppsignale im Gehirn verhindern flüssiges Sprechen
12.12.2017 | Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften

nachricht Undercover im Kampf gegen Tuberkulose
12.12.2017 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

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: Long-lived storage of a photonic qubit for worldwide teleportation

MPQ scientists achieve long storage times for photonic quantum bits which break the lower bound for direct teleportation in a global quantum network.

Concerning the development of quantum memories for the realization of global quantum networks, scientists of the Quantum Dynamics Division led by Professor...

Im Focus: Electromagnetic water cloak eliminates drag and wake

Detailed calculations show water cloaks are feasible with today's technology

Researchers have developed a water cloaking concept based on electromagnetic forces that could eliminate an object's wake, greatly reducing its drag while...

Im Focus: Neue Einblicke in die Materie: Hochdruckforschung in Kombination mit NMR-Spektroskopie

Forschern der Universität Bayreuth und des Karlsruhe Institute of Technology (KIT) ist es erstmals gelungen, die magnetische Kernresonanzspektroskopie (NMR) in Experimenten anzuwenden, bei denen Materialproben unter sehr hohen Drücken – ähnlich denen im unteren Erdmantel – analysiert werden. Das in der Zeitschrift Science Advances vorgestellte Verfahren verspricht neue Erkenntnisse über Elementarteilchen, die sich unter hohen Drücken oft anders verhalten als unter Normalbedingungen. Es wird voraussichtlich technologische Innovationen fördern, aber auch neue Einblicke in das Erdinnere und die Erdgeschichte, insbesondere die Bedingungen für die Entstehung von Leben, ermöglichen.

Diamanten setzen Materie unter Hochdruck

Im Focus: Scientists channel graphene to understand filtration and ion transport into cells

Tiny pores at a cell's entryway act as miniature bouncers, letting in some electrically charged atoms--ions--but blocking others. Operating as exquisitely sensitive filters, these "ion channels" play a critical role in biological functions such as muscle contraction and the firing of brain cells.

To rapidly transport the right ions through the cell membrane, the tiny channels rely on a complex interplay between the ions and surrounding molecules,...

Im Focus: Stabile Quantenbits

Physiker aus Konstanz, Princeton und Maryland schaffen ein stabiles Quantengatter als Grundelement für den Quantencomputer

Meilenstein auf dem Weg zum Quantencomputer: Wissenschaftler der Universität Konstanz, der Princeton University sowie der University of Maryland entwickeln ein...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Innovative Strategien zur Bekämpfung von parasitären Würmern

08.12.2017 | Veranstaltungen

Hohe Heilungschancen bei Lymphomen im Kindesalter

07.12.2017 | Veranstaltungen

Der Roboter im Pflegeheim – bald Wirklichkeit?

05.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Mit Quantenmechanik zu neuen Solarzellen: Forschungspreis für Bayreuther Physikerin

12.12.2017 | Förderungen Preise

Stottern: Stoppsignale im Gehirn verhindern flüssiges Sprechen

12.12.2017 | Biowissenschaften Chemie

E-Mobilität: Neues Hybridspeicherkonzept soll Reichweite und Leistung erhöhen

12.12.2017 | Energie und Elektrotechnik