Historische Daten zeigen Auswirkungen der Fischerei auf Nahrungsnetze im Ozean
Im Rahmen der Förderung durch ein Marie Skłodowska-Curie-Einzelstipendium nahm sich das EU-finanzierte Horizont 2020-Projekt FIMAF dieses Problems an und erforschte, inwiefern sich die Trophiestufe der drei Arten Seelachs, Kabeljau und Schellfisch aufgrund der starken Fischerei in den letzten 50 Jahren verändert hat. Diese Spitzenräuber leben im Ozean in verschiedenen Lebensräumen. Die Forscher haben untersucht wie hoch jeder dieser Fische im Nahrungsnetz angesiedelt war (Trophiestufe) und welche Energiequellen (wie Phytoplankton) am Boden des Nahrungsnetzes zu finden waren. Durchgeführt wurden die Arbeiten am Färöer Schelf im nordöstlichen Atlantischen Ozean. Die Wissenschaftler nutzten stabile Stickstoff- und Kohlenstoffisotope in Proteinen, um die Trophiestufe der Fische zu bestimmen. „Die organische Materie der Beute geht in den Körper des Räubers über. Das Isotopenverhältnis dieser organischen Materie wird ebenfalls auf den Räuber übertragen und zwar anteilig genau so stark, wie diese Beute in der Ernährung des Räubers vorkommt und entsprechend dem trophischen Anreicherungsfaktor“, sagt Projektkoordinator Prof. Peter Grønkjær. Wie man Langzeitveränderungen rekonstruiert Da es kein fossiles Weichteilgewebe gibt, müssen die Forscher die historische Trophiestufe der Fische mit einer Istotopenuntersuchung der geringen Proteinmenge rekonstruieren, die in verkalkten Strukturen des Innenohrs von Fischen, sogenannten Otolithen, enthalten ist. Da Otolithen seit mehr als einem Jahrhundert im Rahmen üblicher Bestandsaufnahmen gesammelt werden, können die Wissenschaftler die Strukturen historischer Nahrungsnetze rückblickend erforschen. Die Forscher konnten erfolgreich nachvollziehen wie sich die Position von Fischarten im Nahrungsnetz (trophische Nische) langfristig verändert hat, je nachdem wie stark die Fischerei war und in welchem Lebensraum der Meeresumwelt sie lebten. Anhand dieser Daten konnten die Wissenschaftler die Beziehungen von sämtlichen Veränderungen in der trophischen Nische zur Stärke der Fischereitätigkeit einer Region in einem bestimmten Zeitraum modellieren. „Mit den Modellen dieser Korrelationen konnten die Wissenschaftler außerdem die Auswirkungen von klimatischen Kräften auf trophische Nischen erforschen, um ein vollständiges Verständnis dafür zu bekommen, wie sich Veränderungen der Umwelt auf Nahrungsnetze auswirken“, erklärt die Post-Doktorandin Dr. Charlotte Sirot. Verbesserte Fischereiverwaltung Die Ergebnisse haben erstmals gezeigt, dass sowohl Kabeljau als auch Schellfisch und Seelachs seit 1950 Veränderungen in ihrer trophischen Nische erlebt haben. „Das deutet darauf hin, dass Veränderungen in der Umwelt sowie Fischerei und das Klima durchgängig in allen Nahrungshabitaten Auswirkungen haben“, beobachtet Dr. Sirot. Das wichtigste Ergebnis von FIMAF ist jedoch die starke Korrelation von Fischereitätigkeit (in dieser Studie über Fischsterblichkeit ermittelt) und klimatischen Kräften (insbesondere die Atlantische Multidekadische Oszillation) mit den langfristigen Änderungen der trophischen Nischen der drei untersuchten Arten. Ökologen können mit diesen Daten und der entwickelten Methodik den Forschungsansatz auf andere Arten ausweiten und ein noch detaillierteres Bild der sich verändernden marinen Nahrungsnetze erstellen. Das Wissen um versteckte Wirkungen der Fischerei auf die Struktur von Nahrungsnetzen kann Entscheidungsträgern in der Fischereiwirtschaft und in der Legislative von EU-Regierungsbehörden, nationalen Komitees bis hin zu lokalen Praktikern wichtige Informationen an die Hand geben. „Eine richtig durchgeführte Analyse kann eine frühzeitiges Warnsignal für Veränderungen im Ökosystem Meer sein“, so Dr. Sirot abschließend.
Schlüsselbegriffe
FIMAF, Fische, Fischerei, trophisch, Nische, Klima, Isotop
