Basin sill depth and episodic flushing influence bathypelagic nekton communities and goose-beaked whale foraging in the Southern California Bight

Stellen Sie sich den tiefen Ozean nicht als eine flache, leere blaue Leere vor, sondern als eine riesige, dreidimensionale Stadt mit ausgeprägten Stadtvierteln, die jeweils ihr eigenes Wetter, ihre eigenen Verkehrsmuster und ihre eigenen Bewohner haben. In dieser Unterwasser-Metropole sind die „Gebäude“ die massiven Unterwasserbecken – riesige, schüsselförmige Vertiefungen im Meeresboden – die durch Unterwassergebirgsketten namens „Schwellen“ voneinander getrennt sind. Genau wie eine niedrige Brücke in einer Stadt schwere Lastwagen aus einem bestimmten Bezirk fernhalten kann, kontrollieren diese Schwellen, welche Wassermassen in die Becken fließen können. Einige Becken sind wie offene Plätze, in die frisches, sauerstoffreiches Wasser frei hineinströmen kann, während andere wie versiegelte Keller sind, in denen die Luft abgestanden und sauerstoffarm wird.

In diesen tiefen Nachbarschaften leben die „mittleren Trophik-Bewohner“: weiche Tintenfische, winzige Krebstiere und kleine Fische, die weder an der Oberfläche noch am Boden leben. Sie sind die Abteilungsleiter des Nahrungsnetzes im Ozean. Hoch über ihnen, wie ein hochqualifizierter Lieferfahrer, der nach einem ganz bestimmten Paket sucht, schwebt der Schnabelweißwal. Diese tief tauchenden Raubfische müssen diese verstreuten, fleckigen Gruppen von Beute finden, um zu überleben. Die große Frage, die Wissenschaftler beschäftigt hat, lautet: Was macht diese Unterwasser-Nachbarschaften so unterschiedlich von einander, und wie wissen die Wale genau, wo sie ihr Abendessen finden können? Diese Studie taucht in dieses Geheimnis ein und untersucht, wie die Form des Meeresbodens und das gelegentliche „Spülen“ von frischem Wasser das Leben dieser Tiefsee-Kreaturen verändern.

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Die Nachbarschaften der Tiefsee und das GPS der Wale

In der Southern California Bight, einem Meeresabschnitt vor der Küste Kaliforniens, haben Forscher drei Unterwasser-Lyssstationen eingerichtet, um ein Tiefsee-Rätsel zu lösen. Sie wollten wissen, wie die Form des Meeresbodens und die Bewegung des Wassers die winzigen Kreaturen beeinflussen, die 1.000 Meter tief leben, und wie diese Veränderungen die Schnabelweißwale (Ziphius cavirostris) beeinflussen, die sie jagen.

Stellen Sie sich die drei Untersuchungsstandorte wie drei verschiedene Häuser in einer Nachbarschaft vor.

• Standort W ist das „Open-Concept“-Haus. Es ist das tiefste und hat eine breite, tiefe Tür (eine tiefe Schwelle), die es leicht ermöglicht, dass frisches, sauerstoffreiches Wasser aus dem offenen Ozean hineinströmt.
• Standort E ist das „moderate“ Haus. Es hat eine mittelgroße Tür. Manchmal fließt frisches Wasser hinein, aber manchmal wird es dort etwas stickig.
• Standort H ist das „Keller“-Haus. Es hat eine sehr flache Tür, die den Großteil des frischen Wassers blockiert. Infolgedessen wird das Wasser hier sehr sauerstoffarm, was zu einer „hypoxischen“ (sauerstoffarmen) Umgebung führt.

Die Wissenschaftler haben jahrelang mit hochmoderner Ausrüstung auf den Ozean gehört. Sie nutzten Schallwellen, um die winzigen Tintenfische und Fische (Nekton) schwimmen zu sehen, ähnlich wie eine Fledermaus mittels Echolokation. Sie verwendeten auch Hydrophone, um auf die Klickgeräusche der Schnabelweißwale zu hören, die sie zur Jagd nutzen. Um das Wasser selbst zu verstehen, maßen sie Temperatur, Salzgehalt und Sauerstoffgehalt. Sie nahmen sogar Wasserproben, um winzige Mengen an eDNA (Umwelt-DNA) zu sammeln, die von den Kreaturen abgestoßen wurde, was ihnen half, genau zu identifizieren, welche Tintenfischfamilien wo lebten.

Das „Spülen“, das alles veränderte

Eine der spannendsten Entdeckungen war, wie diese Unterwasser-Nachbarschaften auf „Spülereignisse“ reagieren. Stellen Sie sich einen plötzlichen Sturm vor, der eine Welle aus frischem, kaltem, sauerstoffreichem Wasser über die flache Tür eines Hauses und in den Keller drückt. Im Ozean geschieht dies, wenn Oberflächenwinde das Wasser wegdrücken, wodurch dichteres, kälteres Wasser aus tieferen Teilen des Ozeans über die Schwellen fließen und die Becken überfluten kann.

Die Forscher fanden heraus, dass diese Spülereignisse selten, aber kraftvoll sind. An Standort E brachte ein Spülereignis im Oktober 2017 einen Schub an frischem Upper Circumpolar Deep Water (UCDW). Fast unmittelbar nahm der „Verkehr“ der Beutetiere zu. Die Schallwellen, die von den Tintenfischen und Fischen zurückgeworbt wurden, wurden stärker, was auf eine größere Menge hindeutete. Und raten Sie mal? Die Schnabelweißwale tauchten kurz darauf auf. Die akustische Präsenz der Wale (ihr Klicken) stieg an, was darauf hindeutet, dass sie das frische Wasser „roch“, ein Buffet an Beute fanden und gekommen kamen, um zu fressen.

Dies geschah jedoch nicht an Standort H. Da die Tür dort zu flach war, traten keine Spülereignisse auf. Das Wasser blieb abgestanden und sauerstoffarm. Die Belebtheit der Gemeinschaft dort war anders, dominiert von Tintenfischen, die in der niedrigen Sauerstoffkonzentration überleben konnten, aber die Wale schienen sich dort nicht in derselbe Weise zu versammeln. Dies deutet darauf hin, dass die „Frische“ des Wassers ein entscheidendes Signal für die Wale ist.

Der Saisonkalender der Wale

Die Studie zeigte auch, dass die Wale einen strengen saisonalen Zeitplan haben. Sie sind im späten Herbst und Winter am aktivsten, wenn die Beute am reichlichsten und vielfältigsten ist. Während des Spätsommers (August und September) sinkt die Beute population, und die Wale scheinen das Gebiet zu verlassen oder dort nicht mehr zu jagen.

Es stellt sich heraus, dass die Wale sehr wählerische Esser sind. Sie wollen nicht einfach irgendeine Beute; sie wollen die richtige Beute unter den richtigen Bedingungen. Die Daten zeigten, dass sich die Beutetiere in größeren Gruppen sammeln, wenn die Wasserdichte und der Sauerstoffgehalt einen „Sweet Spot“ erreichen. Die Wale, die kluge Jäger sind, verfolgen diese Veränderungen. Wenn das Wasser zu warm oder zu sauerstoffarm wird, zerstreuen sich die Beutetiere oder verändern sich, und die Wale ziehen weiter.

Das große Ganze: Ein Mosaik aus Lebensräumen

Die wichtigste Erkenntnis dieser Forschung ist, dass der tiefe Ozean keine einheitliche, langweilige Suppe ist. Er ist ein komplexes Mosaik aus verschiedenen Lebensräumen. Die Form des Meeresbodens (die Tiefe der Schwellen) fungt als Torwächter, der entscheidet, welche Wassermassen hineinkommen und welche draußen bleiben. Dieses Torwächter-Prinzip bestimmt, ob ein Becken eine belebte, sauerstoffreiche Stadt voller vielfältiger Beute ist oder ein ruhiger, sauerstoffarmer Keller mit einer spezialisierten, widerstandsfähigen Gemeinschaft.

Die Studie legt nahe, dass diese physischen Barrieren und das gelegentliche „Spülen“ von frischem Wasser die Architekten des Tiefsee-Nahrungsnetzes sind. Sie schaffen die Bedingungen, die es bestimmten Beutetieren ermöglichen, zu gedeihen, was wiederum diktiert, wohin die hungrigen Wale ziehen. Während die Forscher nicht jede einzelne Ursache-Wirkungs-Beziehung genau bestimmen konnten (der Ozean ist zu komplex dafür), legt die Evidenz nahe, dass man, wenn man die Schnabelweißwale finden will, nach den Becken suchen muss, die gerade frisches, sauerstoffreiches Wasser erhalten.

Kurz gesagt: Der tiefe Ozean ist ein dynamischer Ort, an dem die Form des Bodens und der Rhythmus der Gezeiten die Bühne bauen, und die Wale sind die Schauspieler, die auf den perfekten Moment warten, damit ihre Jagd beginnen kann.