Impact of multiple stressors on the behavior and survival of the eastern oyster, Crassostrea virginica

Die Osteroester ist ein Geschöpf der Ästuar, eines Ortes, an dem Süßwasser aus Flüssen auf das Salz des Meeres trifft. Damit diese Tiere gedeihen können, benötigen sie ein sehr spezifisches Gleichgewicht der Bedingungen. Sie benötigen Wasser, das weder zu süß noch zu salzig ist, Sauerstoff, der reichlich vorhanden ist, um atmen zu können, und Temperaturen, die weder gefrierend noch sengend heiß sind. Wenn sich diese Bedingungen verschieben, muss die Auster reagieren. Sie kann ihre Schale schließen, um sich zu schützen, oder sie kann ihre Klappen öffnen, um Nahrung zu filtern und zu atmen. Die Fähigkeit, diese Reaktionen zu steuern, ist eine Frage von Leben und Tod. Da sich das Klima verändert, machen sich Wissenschaftler Sorgen, dass die Lebensräume, in denen Austern leben, volatiler werden, wobei Phasen mit wenig Sauerstoff und plötzliche Abfälle des Salzgehalts intensiver und häufiger auftreten. Das Verständnis darüber, wie diese Tiere mit solchen Veränderungen umgehen, ist nicht nur für die Austern selbst entscheidend, sondern auch für die Küstenökosysteme, die sie unterstützen, und die Industrien, die auf sie angewiesen sind.

Forscher machten sich daran, genau zu untersuchen, wie sich die Osteroester, Crassostrea virginica, angesichts dieser schwierigen Bedingungen verhalten. Sie wollten wissen, ob das Tier eine schlechte Bedingung nach der anderen bewältigen kann oder ob das Auftreten zweier schlechter Bedingungen gleichzeitig es überfordern würde. Um die Antwort zu finden, führten sie zwei getrennte Untersuchungen durch: eine in einer kontrollierten Laborumgebung und eine andere in den wilden Gewässern eines Ästuars in Süd-Louisiana. Im Labor platzierten sie ausgewachsene Austern in Tanks und passten das Wasser sorgfältig an. Sie schufen Szenarien, in denen der Salzgehalt normal war, und andere, in denen er sehr niedrig war, um ein schweres Regenereignis nachzuahmen. Sie manipulierten auch die Sauerstoffgehalte, indem sie Bedingungen schufen, in denen das Wasser reich an Sauerstoff war, sowie andere, in denen der Sauerstoffgehalt gefährlich niedrig war. Um zu verfolgen, was die Austern taten, befestigten die Wissenschaftler winzige Aufzeichnungsgeräte an den Schalen. Diese Geräte fungierten wie hochfrequente Herzmonitore und zeichneten jedes Mal auf, wenn eine Auster ihre Schale öffnete oder schloss.

Die Ergebnisse aus dem Labor zeigten ein klares Muster in der Reaktion der Austern. Wenn der Sauerstoff im Wasser sank, verbrachten die Austern tatsächlich mehr Zeit mit geöffneten Schalen, vielleicht in dem Versuch, das wenige verbliebene Sauerstoffangebot einzuatmen. Doch wenn das Wasser gleichzeitig sowohl sauerstoffarm als als auch salzarm war, änderten die Austern ihre Strategie. Sie schlossen ihre Schalen häufiger und verbrachten weniger Zeit mit geöffneten Schalen. Diese Kombination von Stressfaktoren erwies sich als tödlich. Die Austern kämpften nicht nur, sie starben bei einem Auftreten von sowohl niedrigem Salzgehalt als auch niedrigem Sauerstoffgehalt wesentlich häufiger als bei jeweils nur einer dieser Bedingungen allein. Die Studie fand heraus, dass beide Bedingungen zwar schädlich waren, der Mangel an Salz jedoch die unmittelbarere Bedrohung für ihr Überleben darstellte.

Die Forscher nahmen ihre Untersuchung dann in das Feld mit, um zu sehen, ob diese Laborbefunde in der realen Welt Bestand haben. Sie setzten Austern, die mit denselben Aufzeichnungsgeräten ausgestattet waren, im Sommer 2023 und im Winter 2024 in einem Ästuar in Süd-Louisiana ein. In der Natur ist die Umgebung komplex, mit wechselnden Temperaturen und variierenden Mengen an Algen, die Wissenschaftler als Chlorophyll-a messen. Unter gesunden Bedingungen öffnen Austern ihre Schalen normalerweise weiter, wenn mehr Nahrung im Wasser vorhanden ist. Doch die Felddaten offenbarten eine Grenze dieser Flexibilität. Wenn die Austern bereits durch niedrigen Salzgehalt oder niedrigen Sauerstoffgehalt gestresst waren, reagierten sie nicht mehr auf das Vorhandensein von Nahrung. Selbst wenn das Wasser voller Algen war, öffneten die Austern ihre Schalen nicht weiter. Ihre Fähigkeit, ihr Verhalten anzupassen, wurde durch die harschen Bedingungen, denen sie bereits ausgesetzt waren, eingeschränkt.

In beiden Untersuchungen – sowohl im Labor als auch im Feld – kristallisierte sich ein konsistentes Thema heraus: Der niedrige Salzgehalt war der stärkste Treiber für das Verhalten der Austern. Unabhängig davon, ob das Wasser warm oder kalt war oder ob der Sauerstoffgehalt hoch oder niedrig war, bestimmte der Abfall des Salzgehalts die Handlungen der Auster mehr als alles andere. Die Studie legt nahe, dass Austern zwar einige Umweltveränderungen verkraften können, ihre Anpassungsfähigkeit jedoch nicht unendlich ist. Wenn mehrere Stressfaktoren gleichzeitig auftreten, insbesondere ein Abfall des Salzgehalts kombiniert mit einem Sauerstoffmangel, wird die Fähigkeit der Auster zu fressen und zu überleben massiv beeinträchtigt. Diese Erkenntnisse zeichnen ein klareres Bild davon, wie diese lebenswichtigen Geschöpfe in einem sich verändernden Klima bestehen könnten, und liefern essenzielle Informationen für diejenigen, die die Austerpopulationen wiederherstellen und eine nachhaltige Aquakultur in den kommenden Jahren bewirtschaften wollen.