Maria S. Merian, Reise MSM 41

Neben der Planktonbeprobung bildet die Erfassung von Schwimmtangen der Braunalgen-Gattung Sargassum einen der Schwerpunkte des Arbeitsprogramms dieser Seereise.

Die Häufigkeit des Auftreten von Sargassum gab diesem Teil des Nordwest-Atlantiks seinen Namen: Sargasso-See. Seefahrer früherer Zeiten berichteten über riesige Flächen, die dicht mit den an der Oberfläche treibenden Algen bewachsen waren. Für derart dichte Algenmatten gibt es in der jüngeren Geschichte keine glaubhaften Berichte. Im Rahmen der jetzigen Reise der „Maria S. Merian“ sollen nun sowohl das Auftreten der Algen erfasst als auch die mit ihnen assoziierten Lebensgemeinschaften untersucht werden.

Neben zahlreichen Krebstieren, Nesseltieren und Schnecken finden sich zwischen den Algen auch viele andere interessante Lebewesen. Junge fliegende Fische, Stachelmakrelen, Goldmakrelen und vor allem der Sargassumfisch nutzen diesen Lebensraum.

Das vermutete Laichgebiet der Atlantischen Aale ist groß. Noch immer ist nicht endgültig verstanden, wann und wo genau sich das Laichgeschehen abspielt. Um die für das Ablaichen der Aale notwendigen Umweltbedingungen besser zu verstehen, vergleichen wir die Verteilung der kleinsten und jüngsten Aallarven mit den ozeanographischen Daten vor Ort.

Auf jeder Station im Forschungsgebiet erstellen wir mit einer CTD-Sonde (Conductivity-Temperature-Depth) Messprofile für Salzgehalt, Temperatur, Trübung, Dichte und Sauerstoffsättigung bis in 1000 m Wassertiefe. Zusätzlich werden an Bord der „Maria S. Merian“ mithilfe eines ADCP-Echolots Strömungsgeschwindigkeiten bis in 400 bis 500 m Wassertiefe gemessen. Diese Messdaten werden später mit von Satelliten und driftenden Bojen aufgezeichneten Vergleichsdaten zusammengeführt, um Verteilungsmuster von Pflanzen und Tieren im Seegebiet besser erklären zu können. Dadurch soll sich auch rückberechnen lassen, von wo genau die Reise der jungen Aallarven vermutlich ihren Ausgang nahm.

Die ozeanographischen Arbeiten an Bord dieser Reise finden in enger Zusammenarbeit mit Dr. Håkan Westerberg von der Abteilung für aquatische Ressourcen der schwedischen Universität für Landwirtschaft statt.

Ein Forscherteam der Universitäten Bremen (BreMarE) und Madeira sowie des Alfred-Wegener-Instituts für Polar- und Meeresforschung in Bremerhaven untersucht die Produktivität, das Nahrungsnetz und die Räuber-Beute-Beziehungen in der Sargasso-See mit Bezug auf das Leben der Aallarven.

Wegen der hohen Wassertemperaturen an der Meeresoberfläche bis über 26 °C bildet sich eine scharf abgegrenzte Übergangsschicht zwischen der Oberfläche und dem deutlich kälteren Wasser in größerer Tiefe aus. Diese Sperrschicht verhindert, dass Düngestoffe für das Algenwachstum aus der Tiefe zurück in die lichtdurchflutete Oberflächenschicht gelangen. Daher ist die Produktion der mikroskopisch kleinen, einzelligen Algen (Phytoplankton, z.B. Kieselalgen, Dinoflagellaten, Abb. 1-3 in der Fotostrecke) sehr eingeschränkt. Als Folge steht auch dem tierischen Plankton (Zooplankton) nur wenig Nahrung zur Verfügung. Die höchsten Algendichten finden sich nicht – wie sonst üblich – an der Oberfläche, sondern in 120 bis 140 m Tiefe. Dort ist wegen des extrem klaren Wassers immer noch genügend Sonnenlicht verfügbar, und von unten werden mehr Nährstoffe nachgeliefert als an der Meeresoberfläche. Hier spielen insbesondere winzige Algen im Größenbereich 0,02 mm und kleiner eine wichtige Rolle.

Eine fest verankerte Tsunami-Warn-Boje am südlichen Ende eines unserer Transekte lieferte erstmals in dieser Reise die Gelegenheit, auch etwas größere Ansammlungen von Raubfischen der offenen See zu sehen.

Während die Nährstoffarmut der Sargasso-See nur sehr geringe Fischdichten erlaubt und daher auch die Fischerei in dieser Region keine Rolle spielt, konnten wir doch typische Raubfische der Region fangen, deren Analyse zum Verständnis der Nahrungsbeziehungen beitragen wird. Einer der für die Sargassosee typischen Raubfische am oberen Ende des Nahrungsnetzes ist die Goldmakrele (Coryphaena hippurus). Diese nah mit den Stachelmakrelen verwandten, farbenprächtigen Räuber jagen mit Vorliebe fliegende Fische, Krebse und andere in den treibenden Sargassum-Algen lebende Beutetiere und können bei ihrer Jagd Spitzengeschwindigkeiten von über 60 km/h erreichen. Auch Bernsteinmakrelen und Dreischwanzbarsche sind typische Räuber an treibenden Objekten im offenen Ozean.

Uwe Piatkowski und Alexandra Lischka untersuchen im Rahmen der Forschungsreise die Verbreitung und Häufigkeit des Auftretens von Tintenfischen in der zentralen Sargassosee. Das hauptsächlich zum Fang von Weidenblattlarven eingesetzte Planktonnetz (Isaaks Kitt Midwater Trawl  oder kurz IKMT) eignet sich aufgrund der Netzöffnung von mehr als 6 m² und der Maschenweite von 500 µm auch hervorragend zum Fang von größerem Zooplankton sowie Larven- und Jugendstadien von Fischen und Tintenfischen. Die etwa 3-stündigen Fänge reichen bis in eine Wassertiefe von 300 m.

Zur Halbzeit der Expedition wurden bereits etwa 1000 Tintenfische aus den Planktonproben sortiert. Sie werden auf Artzugehörigkeit bestimmt und vermessen. Danach werden die Tiere tiefgefroren für die spätere Analyse von stabilen Isotopen, Aminosäuren und Schadstoffen, um ihre Ernährungsmuster und ihre Position im marinen Nahrungsnetz sowie ihre Schadstoffbelastung abzuschätzen. Für einzelne Belegexemplare werden auch genetische Untersuchungen folgen.

Mittlerweile liegen 25 Tage auf See und 45 Arbeitsstationen hinter uns. Durch die günstige Wetterlage kommen wir zügig voran und alle Arbeiten konnten bisher wie geplant durchführt werden. Auch der Einsatz des Isaacs-Kidd Midwater Trawls (IKMT) läuft reibungslos. Mit einer Netzöffnung von 6,3 m² und eine Maschenweite von 0,5 mm wird das Netz zur Beprobung der Zooplanktongemeinschaft verwendet und wurde bisher auf jeder Station eingesetzt.

Lediglich ein bis zwei Handvoll Plankton zieht das IKMT nach 3-stündiger Schleppzeit durch die oberen 300 Tiefenmeter aus dem nährstoffarmen Wasser der Sargassosee. Kaum ist das Netz an Bord, verschwindet die Probe auch schon im kühlen Labor, wo sie sofort sortiert und konserviert wird. Neben der Entnahme von Fischen, Tintenfischen, Schnecken und Krebsen liegt der Schwerpunkt dabei auf den Larven aalartiger Fische (Anguilliformes). Die oftmals bizarr anmutenden sogenannten Leptocephalus-  oder Weidenblattlarven dieser Ordnung machen es uns nicht leicht. Aufgrund ihrer völlig transparenten Körper sind sie oftmals nur schwer zwischen den anderen Planktonorganismen zu entdecken. Es benötigt viel Ausdauer und Konzentration, um sicherzustellen, dass wirklich alle Larven aus den Fängen sortiert wurden. Das fast vollständige Fehlen von Pigmenten ermöglicht den Larven, über Monate zu stattlichen Größen heranzuwachsen, ohne im klaren Wasser der Sargassosee sofort von Fressfeinden entdeckt zu werden. Bis heute gibt es nur wenige Untersuchungen, die sich mit dem Vorkommen und der Ökologie dieser Larven beschäftigen und auch grundlegende Erkenntnisse über Wachstum, Ernährung, Schwimmaktivität und Sterblichkeit fehlen.

Unsere Untersuchungen der Aallarven-Gemeinschaft konzentrieren sich vor allem auf die Verteilung der Larven des Europäischen (Anguilla anguilla) und des Amerikanischen Aals (Anguilla rostrata). Beide Arten nutzen die Sargassosee als einziges Laichgebiet, ihre Larven waren bisher in fast allen Fängen vertreten. Darüber hinaus finden wir aber auch eine erstaunliche Menge Larven anderer aalartiger Fische. Darunter finden sich neben Arten, die ausschließlich im Freiwasser auf hoher See vorkommen, wie zum Bespiel Schnepfenaalen, Langnackenaalen, Pelikanaalen und Schlingern auch zahlreiche Vertreter, die eigentlich nur in küstennahen Gebieten heimisch sind, wie Muränen, Meeraale  oder Schlangenaale.

Im Laufe der vergangenen 25 Tage konnten wir bereits über 2000 Leptocephalus-Larven aus 14 Familien fangen und identifizieren. Ein Vergleich der Häufigkeit des Auftretens von Weidenblattlarven der verschiedenen Arten über mehrere Jahre soll Aufschluss über Änderungen in der Entwicklung der Bestände geben. Ähnlich wie es bei Heringen, Makrelen und vielen anderen Fischarten üblich ist, soll auch für den Aal das Jungfischaufkommen besser überwacht werden, um klimatische Einflüsse besser zu verstehen und den Erfolg von Schutz- und Nutzungskonzepten besser überprüfen zu können.