Folgen der Ozeanversauerung offenbar weniger dramatisch als gedacht

Erinnern Sie sich noch an früher, als uns erklärt wurde, die Ozeane wären bald Todeszonen? Der angebliche Schuldige: Die böse Ozeanversauerung. Etliche Jahre und viele Studien später hat sich dieses pauschale Schreckensszenario als falsch herausgestellt. Nun muss sogar die ansonsten dem Klimaalarm zugeneigte Redaktion des Deutschlandfunk (DLF) einräumen, dass die Dinge viel komplexer sind als lange angenommen. Am 6. April 2016 brachte der DLF den folgenden Beitrag:

Populationen einer Art kommen mit Ozeanversauerung unterschiedlich gut zurecht
Schon seit einigen Jahren beschäftigen sich Forscher mit der Frage, was passiert, wenn die Ozeane saurer werden. Denn wenn der Kohlendioxid-Gehalt in der Luft steigt, löst sich ein großer Teil des Kohlenstoffs im Meerwasser. Mit Labor- und Freilandexperimenten versuchen die Forscher abzuschätzen, wie Organismen auf diese Ozeanversauerung reagieren werden. Was sie dabei aber bisher wenig beachtet haben: Verschiedene Population derselben Art können offenbar recht unterschiedlich auf höhere CO2-Konzentrationen im Wasser reagieren.

[...] Dass die Individuen der gleichen Art sehr unterschiedlich auf die Ozeanversauerung reagieren können, sollten Forscher in Zukunft stärker berücksichtigen, meint Hannah Wood. Denn wenn sich eine lokale Population von niedrigeren pH-Werten im Experiment nicht beeindrucken lässt, kann es dennoch sein, dass ihre Verwandten sehr wohl darunter leiden. [...] Auf der anderen Seite zeigen Woods Ergebnisse, dass es vielleicht in jeder Art Populationen oder zumindest Individuen gibt, die besser mit der Ozeanversauerung zurechtkommen. Das könnten vor allem Gemeinschaften sein, die sich in ihrem Lebensraum schon an andere Stressfaktoren gewöhnen mussten.

Ganzen Beitrag beim DLF lesen.

Bei aller Freude über den Beitrag merkt man trotzdem, dass der DLF dennoch krampfhaft nach etwas Negativem suchte. Der Satz “…kann es dennoch sein, dass ihre Verwandten sehr wohl darunter leiden” zeigt dies sehr schön. Alle Evolutionsbiologen wissen, dass es innerhalb jeder Tier- und Pflanzen-Art eine zwingende genetische Variabilität gibt, die bewirkt, dass sich bei Veränderungen der Lebensbedingungen, mindestens ein Teil der Population besser anpassen kann, als der Rest, und so zur Weiterentwicklung und zum Erhalt der Art beiträgt. Dies ist ein wichtiges Grundprinzip der Evolution von Arten, weil sonst jede kleine Umweltveränderung zum Aussterben einer Art führen könnte bzw. müsste.

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Bleiben wir beim Thema Ozeanversauerung. Am 1. April 2016 (kein Aprilscherz) erschien in den Geophysical Research Letters eine Arbeit eines Teams um Hamish McGowan zum CO2-Haushalt des Großen Barriereriff in Australien. Die Forscher berichteten dabei etwas überaus Spannendes: Das Hauptriff agiert nämlich als aktive CO2-Quelle! Die Lagunen sind dahingegen CO2-Senken. Ist das nicht verrückt: Das Riff produziert offenbar selber größere Mengen an CO2, genau den Stoff, den man immer als Gift für Korallenriffe hingestellt hatte. Hier der Abstract der Arbeit:

Direct measurements of air-sea CO2 exchange over a coral reef
Quantification of CO2 exchange with the atmosphere over coral reefs has relied on micro-scale measurements of pCO2 gradients across the air-sea interfacial boundary; shipboard measurements of air-sea CO2 exchange over adjacent ocean inferred to represent over reef processes, or ecosystem productivity modelling. Here we present by way of case study the first direct measurements of air-sea CO2 exchange over a coral reef made using the eddy covariance method. Research was conducted during the summer monsoon over a lagoonal platform reef in the southern Great Barrier Reef, Australia. Results show the reef flat to be a net source of CO2 to the atmosphere of similar magnitude as coastal lakes, while adjacent shallow and deep lagoons were net sinks as was the surrounding ocean. This heterogeneity in CO2 exchange with the atmosphere confirms need for spatially representative direct measurements of CO2 over coral reefs to accurately quantify their role in atmospheric carbon budgets.

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Bereits am 8. März 2016 hatte die James Cook University gute Neuigkeiten. In einer Pressemitteilung teilte die Universität mit, dass Hai-Babies offenbar keine Probleme mit der Ozeanversauerung haben und wider Erwarten gut gedeihen. Nicht ganz unerwartet, wenn man bedenkt, dass die Gruppe der Haie bereits 300 Millionen Jahre alt ist, also auch mit atmosphärischen Bedingungen klarkam, als die CO2-Konzentration ein Vielfaches des heutigen Wertes betrug. Hier die Pressemitteilung:

Shark babies remain strong in future acidic oceans

An Australian study published today has found that certain baby sharks are able to cope with the level of ocean acidification predicted for the end of this century.

Dr. Jodie Rummer from the ARC Centre of Excellence for Coral Reef Studies (Coral CoE) at James Cook University (JCU) and her co-authors studied epaulette shark embryos as they were developing. “Overall, there were no differences between growth and survival in sharks reared under current day conditions versus those reared under ocean acidification conditions predicted for the year 2100,” Dr. Rummer said.

However, she also conveys caution. Shark gills play an important role in helping correct pH disturbances—the team thinks that the risk of death under ocean acidification conditions may be highest before the embryo’s gills are fully developed. “This is when the embryos may be most vulnerable. So, future projections are still not the best-case scenario for the sharks,” Dr. Rummer explained. Those that got past this stage though, were able to carry on with business as usual.

Epaulette shark eggs normally incubate for 3–4 months before they hatch. Over the course of the study, the researchers raised epaulette shark eggs from 10 days after they were laid until 30 days after they hatched. During this time, the sharks were raised in one of two groups: today’s current ocean conditions or conditions meant to simulate ocean acidification predicted for the year 2100.

The researchers counted gill and tail movements of the developing embryos. They measured how much yolk the embryo was consuming and how much the embryo was growing. And, upon hatching, they further monitored survival and growth.

Carbon dioxide emissions into the atmosphere have been increasing dramatically since the industrial revolution. The oceans are absorbing approximately 30% of this carbon dioxide, causing ocean acidification. By the year 2100, it is predicted that the ocean’s acidity will have increased by 150% since pre-industrial times.

This is worrying particularly for calcifying organisms, such as corals and other marine animals with a shell: more acidic waters limit their ability to produce shells. However, little is known about how non-calcifying marine species, such as sharks, will fare.

Sharks, rays, and skates (elasmobranchs) are considered some of the most vulnerable of all marine vertebrates—currently, nearly a quarter of all elasmobranch species are threatened by extinction.

“We know that sharks, even the small ones, play an important role in balancing ecosystems as predators,” Dr. Rummer explained. “Healthy ecosystems need healthy predators. But, what about when water quality becomes challenging, such as what is happening with climate change?”

While some marine species can simply move when their environmental conditions become challenging, smaller species often do not have that luxury because of their size and/or risk of becoming another predator’s dinner. In these cases many small species use structures such as coral reefs for shelter. However, in these small hiding places, water quality conditions can become even more challenging.

Eggs, especially, cannot move if environmental conditions become unfavourable. The egg case also does not shelter the embryo from changes in water chemistry.

Dr. Rummer says that recent studies from her group suggest adult epaulette sharks, after prolonged exposure to high carbon dioxide to simulate ocean acidification, are not affected physiologically in terms of metabolic performance, or behaviourally in terms of food finding and shelter seeking. Her team thinks the reason behind this is that they are adapted to the fluctuating oxygen and carbon dioxide conditions in their hiding places.

“Therefore, if these sharks are able to tolerate challenging conditions as adults, they must also be able to early in life, and maybe even more so!” she said.

However, she warns that while this sounds like great news for this species, ocean acidification is predicted to pose huge challenges for reef-building corals that provide such critical habitat and shelter for this small shark.

“No matter how tough this species seems, if climate change takes away its shelter, it will be just as vulnerable as any other.”

Paper: Will ocean acidification affect the early ontogeny of a tropical oviparous elasmobranch (Hemiscyllium ocellatum)? by Martijn S. Johnson, Daniel W. Kraver, Gillian M. C. Renshaw,  and Jodie L. Rummer appears in Conservation Physiology, March 2016.

https://conphys.oxfordjournals.org/content/4/1/cow003.full

Auf Taucher.net griff man die Studie auf:

Epaulettenhaie widerstandsfähiger als gedacht
Einer australischen Studie zufolge, die kürzlich veröffentlicht wurde, sind bestimmte Babyhaie in der Lage, das für das Ende dieses Jahrhunderts vorhergesagte Niveau der Ozeanversauerung zu bewältigen

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