Trophic interactions in the mesopelagic layer along the continental slope in the Norwegian Sea
Diese Studie charakterisiert die trophischen Interaktionen in der mesopelagischen Zone des Norwegischen Meeres durch die Analyse von Mageninhalten und stabilen Isotopen und zeigt die entscheidenden Rollen spezifischer Arten der unteren Ebenen sowie die hohe Beutespezialisierung bestimmter Fische auf, welche deren Resilienz gegenüber Umweltveränderungen einschränken könnte.
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Tief unter der sonnendurchfluteten Meeresoberfläche liegt eine riesige, schwach beleuchtete Welt, die als mesopelagische Zone bekannt ist. Diese Schicht, die oft als Twilight-Zone (Dämmerungszone) bezeichnet wird, erstreckt sich etwa von 200 Metern bis in eine Tiefe von 1.000 Metern. Es ist ein Ort, an dem das Licht verblasst und der Druck steigt, der jedoch dennoch voller Leben ist. Hier bewegt sich eine enorme Menge an lebendem Material durch das Wasser und verbindet die Welt der Oberfläche mit den dunklen Tiefen darunter. Ein entscheidender Prozess in dieser Zone ist die „biologische Pumpe“, ein natürlicher Mechanismus, bei dem Kohlenstoff und Nährstoffe von der Oberfläche nach unten zum Meeresboden transportiert werden. Dies geschieht unter anderem deshalb, weil winzige Tiere und Fische nachts an die Oberfläche schwimmen, um zu fressen, und dann während des Tages wieder in die Dunkelheit absinken, wobei sie Energie mit sich führen. Zu verstehen, wie diese Kreaturen fressen und wer wen frisst, ist essenziell, denn wenn die Glieder dieser Nahrungskette reißen, könnte sich das gesamte System verändern, was alles beeinflussen kann – von den Fischpopulationen bis hin zur Fähigkeit des Ozeans, Kohlenstoff zu speichern. Obwohl wir wissen, dass diese Zone voller Leben ist, bleibt sie einer der am wenigsten verstandenen Teile der marinen Welt, insbesondere in den kalten, abgelegenen Gewässern der Polarregionen.
Um diese fehlenden Puzzleteile zusammenzufügen, untersuchten Forscher des Norwegischen Instituts für Naturforschung und der UiT Norwegischen Universität der Arktis den Nahrungsnetzverlauf entlang des Kontinentalhangs vor der Nordküste Norwegens. Dieses Gebiet liegt an einem Übergangspunkt zwischen gemäßigten und polaren Bedingungen, was es zu einer reichen Umgebung für das marine Leben macht. Das Team führte im Frühjahr 2019 eine wissenschaftliche Forschungsreise durch und besuchte elf verschiedene Stationen, die vom flachen Küstenhang bis zum tiefen offenen Ozean reichten. Ihr Ziel war es, den Speiseplan der dort lebenden Tiere abzubilden, von winzigem Plankton bis hin zu den Fischen, die sich von ihnen ernähren. Sie setzten zwei Hauptwerkzeuge ein, um die Aufgabe zu bewältigen. Zuerst zogen sie große Netze ein, um Fische und andere Tiere zu fangen, und untersuchten dann sorgfältig den Mageninhalt, um genau zu sehen, was sie vor kurzem gefressen hatten. Zweitens analysierten sie die chemische Zusammensetzung der Gewebe der Tiere. Genau wie eine Ernährung bei einem Menschen eine chemische Signatur in den Haaren oder Knochen hinterlässt, hinterlässt die Nahrung, die ein Tier frisst, ein deutliches Merkmal an seinem Körper. Durch die Messung dieser Merkmale konnten die Wissenschaftler nicht nur bestimmen, was ein Lebewesen gefressen hat, sondern auch seine Position in der Nahrungskette und wie flexibel seine Ernährung war.
Die Studie zeichnete ein klares Bild davon, wer wen in dieser subpolaren Twilight-Zone frisst. Am untersten Ende der Nahrungskette stehen Copepoden, winzige, garnelenartige Krebstiere namens Calanus, die sich von Algen ernähren. Über ihnen stehen Krill, kleine garnelenartige Kreaturen, die in zwei Hauptvarianten vorkommen. Ein Typ, Thysanoessa, dominiert die flacheren Schelfgebiete und ernährt sich hauptsächlich von Pflanzen. Der andere, Meganyctiphanes, kommt häufiger über dem steilen Kontinentalhang vor und hat einen etwas anderen Speiseplan, der auch andere kleine Tiere umfasst. Die Forscher fanden heraus, dass sich diese Unterschiede in der Ernährung in den chemischen Signaturen der Tiere widerspiegeln, was es ihnen ermöglicht, zwischen den beiden Gruppen zu unterscheiden, selbst wenn sie ähnlich aussehen. Höher in der Nahrungskette wurden kleine Fische wie Heringe und Blaumaure als die primären Konsumenten dieses Krills identifiziert. Die Heringe waren überraschend wählerisch und fraßen fast ausschließlich eine Art von Krill, während die Blaumaure einen vielfältigeren Speiseplan hatte.
Weiter oben in der Nahrungskette zeigten die größeren Fische ausgeprägte Fressgewohnheiten, die auf ihre Anfälligkeit für Veränderungen hindeuteten. Die Seithe, ein großer Fisch, der dem Kabeljau ähnlich ist, war der anpassungsfähigste Esser in der Gruppe. Ihr Mageninhalt zeigte, dass sie eine große Vielfalt an Beute fraßen, einschließlich Krill, kleiner Fische und sogar anderer Arten von Plankton. Diese Flexibilität deutet darauf darauf hin, dass sie Veränderungen in der Umwelt besser verkraften könnte als ihre Nachbarn. Im Gegensatz dazu waren die Heringe und die Laternenfische (eine Art kleiner Tiefseefische) viel spezialisierter. Die Heringe verließen sich fast vollständig auf eine einzige Art von Krill, und die Laternenfische wurden dabei gefunden, eine spezifische Nische mit einer engen Ernährung einzunehmen. Die Forscher merkten an, dass diese Spezialisten wahrscheinlich stärker gefährdet sind, falls ihre spezifische Nahrungsquelle verschwindet oder sich aufgrund des Klimawandels verschiebt. Die Daten zeigten auch, dass einige dieser Fische, wie die Seithe, in der Lage sind, Beute zu fressen, die im Verhältnis zu ihrer eigenen Größe recht groß ist, und sie scheinen Beutegrößen zu wählen, die den besten Energierücklauf für den Aufwand des Fangens bieten.
Durch die Kombination der direkten Beweise aus dem Mageninhalt mit den langfristigen chemischen Aufzeichnungen aus der Gewebeanalyse lieferte die Studie eine robuste Sicht auf das Ökosystem. Die chemische Analyse bestätigte die in den Mägen beobachteten Muster und zeigte, dass Heringe und Blaumaure auf den unteren Stufen der Nahrungskette angesiedelt sind, während Seithe und Atlantischer Kabeljau nahe der Spitze stehen. Die Forschung hebt hervor, dass, obwohl die mesopelagische Zone eine geschäftige Autobahn der Energie ist, der Verkehr nicht gleichmäßig verteilt ist. Einige Arten sind Generalisten, die ihre Nahrung bei veränderten Bedingungen wechseln können, während andere Spezialisten sind, die fest an eine einzige Nahrungsquelle gebunden sind. Diese Unterscheidung ist entscheidend für die zukünftige Bewirtschaftung dieser Gewässer. Wenn sich das Klima erwärmt und das Arktiseis zurückweicht, könnte das empfindliche Gleichgewicht dieser Nahrungsnetze auf die Probe gestellt werden. Zu wissen, welche Arten flexibel und welche fragil sind, ermöglicht es Wissenschaftlern und politischen Entscheidungsträgern, besser vorherzusagen, wie das Ökosystem auf neue Belastungen reagieren wird, um sicherzustellen, dass die reichen Fischereien und die lebenswichtige biologische Pumpe des Norwegischen Meeres gesund bleiben.
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