Erfolgsgeschichte eines Widerstandskämpfers

Nicht die kleinste Reaktion

Die Biologin begegnet dem „stumpf“ deshalb mit einem Vergleich: „Copepoden sind wie Weiden. Sie beugten sich den harschen Umweltbedingungen und sind dadurch viel widerstandsfähiger als die starken Eichen.“ Während andere Bewohner seit langem aus den Weltmeeren verschwunden sind, haben sich die Copepoden im Laufe der vergangenen 100 Millionen Jahre immer wieder an neue Lebensbedingungen angepasst – und die Chancen stehen gut, dass sie auch den heutigen Klimaveränderungen standhalten werden. Denn bisher zeigen sie sich von Barbara Niehoffs Härtetests ziemlich unbeeindruckt.

Drei Copepoden-Arten*, die in arktischen Gewässern das Zooplankton dominieren, hat die Biologin in Laborversuchen immer wieder Kohlendioxid-Konzentrationen ausgesetzt, die fast zehnmal so hoch sind wie die heutige. „Wir begannen unsere Versuche mit den widrigsten Lebensbedingungen. In diesem Fall also mit einem Kohlendioxid-Gehalt, den wir frühestens in 300 Jahren erwarten. So wollten wir herausfinden, was saures Wasser im schlimmsten Fall anrichten kann,“ erzählt sie. Der Plan war, die Konzentrationen anschließend wieder zu senken. „So lange, bis wir einen Punkt erreichen, an dem wir erkennen können: ab hier verändert sich etwas im Tier im Vergleich zu ihrem heutigen Verhalten.“

Doch selbst bei den extrem hohen Konzentrationen ließen die Effekte auf sich warten – ganz egal wo Barbara Niehoff ihre Copepoden untersuchte: in Laboren an Bord des Forschungseisbrechers Polarstern, am Institut in Bremerhaven oder bei Feldversuchen vor den Küsten Spitzbergens und Norwegens. Irgendwo und irgendwann, dachte sie, werden die Copepoden auf den sinkenden pH-Wert reagieren. Dabei untersuchte sie unterschiedlich Aspekte: Wie viel fressen die Tiere? Wie viel Sauerstoff benötigen sie? Verlieren sie an Gewicht? Entwickeln sich ihre Keimdrüsen normal? Und schließlich: Wie reagieren die verschiedenen Enzyme in den einzelnen Zellen? Aber die kleinen Krebstiere reagierten überhaupt nicht. Sie entwickelten sich normal, fraßen und atmeten als wäre nichts gewesen.

Folgen auf Umwegen

Die Ozeanversauerung allein kann den Copepoden den Versuchen zufolge also vermutlich nicht viel anhaben. Erst vor kurzem haben Barbara Niehoffs Kollegen sogar etwas Erstaunliches entdeckt, das diese Vermutung noch bestärkt: Copepoden haben ein besonderes Talent: Sie können den pH-Wert in ihrer Körperflüssigkeit regulieren.

Die AWI-Wissenschaftler konnten beobachten, dass der pH-Wert einiger Copepoden bei nur sechs lag, wenn sie ihre Winterruhe hielten. Zum Vergleich: Ein pH-Wert von sechs entspricht dem Säuregrad des menschlichen Urins. Meerwasser dagegen ist mit einem pH-Wert von acht leicht basisch. Sobald die Copepoden aber aus der Winterpause erwachten und zu fressen begannen, stieg ihr innerer pH-Wert wieder auf acht.

Gibt es also eine Entwarnung für Copepoden? Nicht ganz. Copepoden ernähren sich hauptsächlich von einzelligen Algen und deren Gemeinschaft wird sich mit dem Klimawandel wahrscheinlich verändern. So könnte zukünftig die Anzahl kleinerer Algen zunehmen. Zieht sich das Meereis zudem im Frühling früher zurück, vermehren sich auch die Algen im Frühling früher – d.  h. zu einer Zeit, in der die Copepoden in den Tiefen des Arktischen Ozeans noch ihre Winterruhe halten.

Barbara Niehoffs nächste Forschungsfragen lauten deshalb: Was fressen Copepoden, wenn ihre bevorzugte Nahrung, die Kieselalgen, schon fast wieder verschwunden sind, wenn die Tiere aus der Winterruhe erwachen? Können sie auch von deutlich kleineren Flagellaten leben? Erste Versuche lassen die Biologin vermuten, dass die arktischen Copepoden hier an ihre Grenzen stoßen könnten. Denn wenn sie weniger oder qualitativ minderwertigere Nahrung aufnehmen müssen, wachsen die Tiere nicht mehr optimal und ihre Population könnte zurückgehen – mit unter Umständen schwerwiegenden Folgen für das gesamte arktische Nahrungsnetz. Auf Umwegen könnten sich Versauerung und Erwärmung somit doch noch auf die sonst so widerstandsfähigen Copepoden auswirken.