Klimawandel belastet Süßgewässer

Nicht nur die Ozeane ver­sauern durch den men­schgemacht­en Kli­mawan­del, auch Süßwasser­sys­teme sind betrof­fen – und das kön­nte Fol­gen für die darin leben­den Organ­is­men haben. Zu diesem Schluss kom­men Biologin­nen und Biolo­gen der Ruhr-Uni­ver­sität Bochum nach ein­er Analyse von Langzeit­dat­en ver­schieden­er deutsch­er Talsper­ren und kon­trol­lierten Labor­ex­per­i­menten mit Süßwasseror­gan­is­men. Die Ergeb­nisse veröf­fentlicht das Team um Dr. Lin­da Weiss, Leonie Pöt­ter und Prof. Dr. Ralph Toll­ri­an vom Bochumer Lehrstuhl für Evo­lu­tion­sökolo­gie und Bio­di­ver­sität der Tiere in „Cur­rent Biology“.

„Die Ver­sauerung der Ozeane wird oft als bös­er Zwill­ing des Kli­mawan­dels beze­ich­net“, sagt Weiss. „In der Tat bele­gen inzwis­chen viele Stu­di­en, dass die mari­nen Ökosys­teme unter den steigen­den Kohlen­diox­id­men­gen in den Welt­meeren lei­den. Süßwasser­sys­teme sind bis­lang kaum erforscht wor­den. Unsere Studie belegt jedoch, dass auch die Ver­sauerung von Seen ein Prob­lem ist.“

CO₂-Werte in vier Talsperren über 35 Jahre analysiert

Das Bochumer Team wertete Dat­en von vier deutschen Talsper­ren aus, die als Trinkwasserquellen dienen und monatlich kon­trol­liert wer­den. Das Wasser­wirtschaft­sun­ternehmen Ruhrver­band stellte die Mess­werte von 1981 bis 2015 zur Ver­fü­gung. Dat­en bis 1999 lagen zunächst nur in Papier­form vor und wur­den im mehrtägiger Arbeit von Leonie Pöt­ter und drei frei­willi­gen Studieren­den digitalisiert.

Die Analyse ergab, dass die CO₂-Menge in den Talsper­ren über die Zeit kon­tinuier­lich anstieg und der pH-Wert um durch­schnit­tlich 0,01 pro Jahr sank. Um die ökol­o­gis­chen Fol­gen dieses Wan­dels abschätzen zu kön­nen, unter­sucht­en die Bochumer Biologin­nen und Biolo­gen, wie sich die verän­derten Umweltbe­din­gun­gen auf eine Schlüs­se­lart in Süßwass­er-Ökosys­te­men auswirkt. Sie arbeit­eten mit Daph­nien, auch Wasser­flöhe genan­nt, die Nahrungsquelle für viele andere Organ­is­men sind.

Reaktion auf Fressfeinde untersucht

Daph­nien bilden in Anwe­sen­heit von Fress­fein­den ver­schiedene Vertei­di­gungsmech­a­nis­men aus; sie ändern etwa ihre Kör­per­form oder lassen kleine Dor­nen im Nack­en wach­sen. Wie genau die Reak­tion der Daph­nien aus­fällt, hängt davon ab, welch­er Räu­ber haupt­säch­lich in ihrer Umge­bung lebt. Die Wasser­flöhe erken­nen ihre Fress­feinde anhand von chemis­chen Sig­nalen, die sie sozusagen riechen kön­nen, und prä­gen entsprechende Vertei­di­gun­gen aus. Das sichert das langfristige Über­leben der Population.

Die Forscherin­nen und Forsch­er unter­sucht­en zwei Arten von Daph­nien in drei ver­schiede­nen Kul­turme­di­en, die sich in der Menge an CO₂ im Wass­er unter­schieden. Zu eini­gen Daph­nien-Proben gaben sie die chemis­chen Sig­nale hinzu, über die die Wasser­flöhe nor­maler­weise die Anwe­sen­heit ihrer Fress­feinde auf­spüren: die Räu­ber­stoffe der Büschelmück­en­larve Chaoborus und der Wasser­wanze Notonec­ta. Sie erfassten dann, wie die Daph­nien auf die chemis­chen Sig­nale unter den ver­schiede­nen CO₂-Bedin­gun­gen reagierten.

Erhöhte CO₂-Werte bremsen Abwehrmechanismen

Die Ergeb­nisse waren für bei­de unter­sucht­en Arten, Daph­nia pulex und Daph­nia long­i­cepha­la, gle­ich: Je höher die CO₂-Konzen­tra­tion im Kul­turmedi­um war, desto weniger stark waren die Vertei­di­gun­gen der Daph­nien aus­geprägt. Der Grund: Die erhöht­en CO₂-Lev­el störten ver­mut­lich den Riechsinn der Wasser­flöhe; sie kon­nten die chemis­chen Sig­nal­stoffe und somit die Anwe­sen­heit ihrer Fress­feinde schlechter detek­tieren als bei niedrigeren CO₂-Werten.

„Viele Süßwasseror­gan­is­men ver­lassen sich auf ihren Riechsinn“, erk­lärt Lin­da Weiss. „Wenn die steigen­den CO₂-Werte diesen Sinn auch bei anderen Spezies beein­trächti­gen, kön­nte das weitre­ichende Fol­gen für das gesamte Ökosys­tem haben. Wir brauchen nun weit­ere Stu­di­en, um her­auszufind­en, ob es sich bei der Ver­sauerung von Süßwasser­sys­te­men um ein glob­ales Phänomen han­delt und wie andere Spezies auf steigende CO₂-Werte reagieren.“

Förderung

Lin­da Weiss wurde von der Deutschen Akademie der Natur­forsch­er Leopold­ina unter­stützt, Co-Autorin Leonie Pöt­ter von der Deutschen Bun­dess­tiftung Umwelt.