Blaualgen-Blüten, wie die massenhafte Vermehrung langfädiger Cyanobakterien landläufig genannt wird, bedecken im Sommer in der zentralen Ostsee riesige Gebiete. Für Badetouristen sind sie meist nur unangenehm. Für Dorsche setzen sie eine folgenschwere Entwicklung in Gang: „Das Phytoplankton der zentralen Ostsee hat sich in den letzten drei Jahrzehnten stark verändert. Zunehmend wird es im Sommer von Blaualgenblüten dominiert“, sagt Markus Steinkopf, Meeresbiologe am Leibniz-Instituts für Ostseeforschung Warnemünde (IOW) und Erstautor einer jetzt im Fachjournal Ecology and Evolution publizierten Studie zu den Nahrungsnetz-Veränderungen in der Ostsee. Auslöser seien die klimawandelbedingt höheren Wassertemperaturen und die nach wie vor zu hohe Nährstoffbelastung der Ostsee. Beide Faktoren begünstigen Blaualgen gegenüber anderem Phytoplankton – und sorgen dafür, dass sich das Nahrungsnetz so verlängert hat, dass 90 Prozent weniger Energie beim Ostdorsch ankommen.
In den meisten Gebieten der Welt, auch in der westlichen Ostsee, hat die Nahrungskette von Dorschen vier Stufen: Phytoplankton, Zooplankton oder Muscheln, Krebstiere und Fische wie Hering und Sprotte sowie Dorsch. „Westdorsche ernähren sich vor allem von der Gemeinen Strandkrabbe, die am Boden lebt. Anders die Ostdorsche. Die sind vor allem Fischfresser und jagen Heringe und Sprotten im Freiwasser“, sagt Dr. Uwe Krumme, Co-Autor der Studie vom Thünen-Institut für Ostseefischerei. Diese fischlastige Ernährung hat nun aber Auswirkungen auf die Position der Ostdorsche in ihrem Nahrungsnetz – mit fatalen Folgen für die Bestandsentwicklung.
Die Untersuchungen der Forschungsteams um Markus Steinkopf am IOW und am Thünen-Institut zeigen, dass in der blaualgenbelasteten zentralen Ostsee eine fünfte Stufe im Nahrungsnetz entstanden ist. „Aufgrund ihrer Form und Größe können fädige Blaualgen nicht von den kleinen Krebsen des Zooplanktons gefressen werden, die in marinen Nahrungsnetzen sonst die nächste Position nach dem Phytoplankton einnehmen“, erläutert Steinkopf. Statt sich weiterhin vegetarisch zu ernähren, stellt das Zooplankton seine Ernährung auf fleischfressend um. Es ernährt sich nun von Mikroben, die wiederum von Ausscheidungen oder Abbauprodukten der Blaualgen leben. Die Veränderung betrifft das Nahrungsnetz des Ostdorsches so erheblich, weil sich in seinem Lebensraum die Blaualgen so massiv vermehren. Beim Nahrungsnetz des westlichen Dorschbestandes spielen Blaualgen derzeit hingegen keine Rolle.
„Damit entsteht an der Basis der Nahrungspyramide eine komplette zusätzliche Nahrungsnetzebene, die zwangsläufig zu hohem Energieverlust bei den Tieren auf nachgeschalteten Nahrungsnetzpositionen führt“, sagt Natalie Loick-Wilde, ebenfalls Co-Autorin der Studie und Spezialistin für Isotopen-basierte Nahrungsnetz-Analyse am IOW. Welche Folgen das für die Energieversorgung höherer Lebewesen hat, war bislang weitgehend ungeklärt.
Das marine Phytoplankton ist der Energielieferant für alle Meeresökosysteme: Diese winzig kleinen, im Meerwasser schwebenden Algen binden mittels Photosynthese Energie in Form von Biomasse, die dann Schritt für Schritt in den marinen Nahrungsnetzen weitergereicht wird. Wieviel Energie bei den unterschiedlichen Lebewesen ankommt, hängt von der Position ab, die sie im Nahrungsnetz einnehmen. Von einer Ebene zur nächsten gehen rund 90 Prozent der Energie verloren. Je mehr Ebenen ein Nahrungsnetz hat, umso weniger Energie kommt bei den Lebewesen mit den höchsten Positionen an. Im marinen Bereich nehmen diese obere Position unter anderem Raubfische wie der Dorsch ein.
Da Klimawandel und Nährstoffbelastung nicht nur die Nahrungsnetze in der Ostsee verändern, gehen die Wissenschaftler*innen davon aus, dass verlängerte Nahrungsnetze zu einem weltweiten Problem werden können. Für den Ostdorsch steht nach dieser Studie fest: Verbessert sich das Nährstoffregime nicht, kann sich der Bestand nicht erholen.
Originalpublikation:
M. Steinkopf, U. Krumme, D. Schulz- Bull, D. Wodarg, N. Loick- Wilde (2024): Trophic lengthening triggered by filamentous, N2- fixing cyanobacteria disrupts pelagic but not benthic food webs in a large estuarine ecosystem, Ecology and Evolution, https://doi.org/10.1002/ece3.11048
