Die komplexen Strategien von Fischlarven zum Umgang mit Wärme- und Hypoxiestress
Die Vereinten Nationen haben die Jahre 2021 bis 2030 zur UN-Dekade der Ozeanforschung für nachhaltige Entwicklung erklärt und damit die zentrale Rolle einer wissenschaftlich fundierten Meeresbewirtschaftung hervorgehoben, um die Ziele für nachhaltige Entwicklung erreichen zu können. Zu den vielen Facetten dieses Themas gehört es, die Reaktion von Fischlarven auf den Klimawandel zu verstehen. Mit Unterstützung der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen wurden im Ramen des Projekts FUTURELARVAE die einzelnen und kombinierten Auswirkungen der Erwärmung der Ozeane und des Sauerstoffmangels auf die Verteilungsmuster der Larven erkundet, wobei die physiologischen und verhaltensbezogenen Reaktionen, die etwaige Veränderungen bewirken könnten, kritisch einbezogen wurden.
Wissenslücken durch Experimente und neue Modelle schließen
Häufig kommen Artverbreitungsmodelle zum Einsatz, um die Eignung von Laich- und Nachwuchshabitaten für Fischlarven zu bewerten. Marie-Skłodowska-Curie-Stipendiat André R. A. Lima vom ISPA CRL Universitätsinstitut erläutert dazu: „In nur einer Handvoll Artikel zu diesem Thema wurden die Auswirkungen des Klimawandels auf die Verbreitung von Larven vorhergesagt. Außerdem wurde bei diesen Prognosen nicht die gesamte Bandbreite der Prozesse berücksichtigt, welche die Larvenverbreitung in verschiedenen Szenarien des Klimawandels beeinflussen.“ Das Team von FUTURELARVAE befasste sich mit diesen beiden Fragen im Rahmen einer kombinierten Versuchs- und Modellierungskampagne.
Zwei Arten, zwei unterschiedliche natürliche Verbreitungsgebiete
Lima entschied sich für die Untersuchung zweier Freilaicher, von Fischen, die viele Eier und Spermien zur externen Befruchtung ins offene Meer abgeben, mit leicht unterschiedlichen Entwicklungsverläufen. Die frühe Lebensphase der Freilaicher wird als pelagische Driftphase bezeichnet. Die Große Geißbrasse hat eine längere Driftphase als der Große Ährenfisch, bevor sie sich den Küsten nähert. Das Team untersuchte die Fischlarven nach einigen Wochen der Ausbreitung. Zu diesem Zeitpunkt verfügen die Larven über eine gewisse Schwimmfähigkeit und verlassen das offene Meer, um sich in küstennahen Lebensräumen anzusiedeln, wo sie die Folgen der Erwärmung und des Sauerstoffmangels zu spüren bekommen. „Diese Arten haben verschiedene erfolgreiche Lebenszyklusstrategien entwickelt, um zu bestimmten Zeiten und in bestimmten Regionen zu laichen, wo die Umweltbedingungen optimal sind, um das erfolgreiche Nachwachsen von Fischlarven zu erwachsenen Populationen zu gewährleisten. Wir müssen vergleichen und verstehen, ob diese Strategien in zukünftigen Meereslebensräumen erfolgreich sein werden“, erklärt Lima.
Klimawandel, physiologische Reaktionen und Larvenverbreitung
Limas neuartige Daten und das verbesserte Artverbreitungsmodell lieferten ermutigende Ergebnisse. Die Larven der Großen Geißbrasse können ihren anaeroben Stoffwechsel verbessern, um die Schwimmgeschwindigkeit zu erhöhen, selbst wenn der aerobe Stoffwechsel unter den einzelnen und kombinierten Auswirkungen der Meereserwärmung und des Sauerstoffmangels reduziert ist. Die Larven des Großen Ährenfischs sind in der Lage, ihre Mobilität zu verringern, um ihren Stoffwechsel zu stabilisieren, wenn sie denselben Stressfaktoren ausgesetzt sind. „Wir hatten nicht erwartet, dass die empfindliche Larvenphase über komplexe Bewältigungsstrategien verfügt, um sich unter thermischem und hypoxischem Stress zu akklimatisieren. Durch die Integration mehrerer ökologisch relevanter Reaktionen konnten wir die Beziehungen zwischen physiologischen und verhaltensbezogenen Strategien ermitteln sowie die Mechanismen entschlüsseln, dank derer frühe Fischstadien kombinierter Erwärmung und Hypoxie gewachsen sind. Allerdings müssen die ökologischen Kosten dieser Strategien berücksichtigt werden“, gibt Lima abschließend zu bedenken. Informationen über zukünftige Laichhabitate, das Nachwachsen von Fischlarven zu erwachsenen Populationen und die Ausdehnung des Verbreitungsgebiets oder den Verlust von Lebensräumen sowie die Erkennung sogenannter Klimarefugien werden die Erhaltung und Bewirtschaftung der Fischereiressourcen unterstützen. Die Arbeit innerhalb von FUTURELARVAE hat einen wichtigen Beitrag dazu geleistet und die Forderung der UN-Dekade der Ozeanforschung nach „der Wissenschaft, die wir für den Ozean brauchen, den wir wollen“ erfüllt.
Schlüsselbegriffe
FUTURELARVAE, Fisch, Fischlarven, Klimawandel, Larvenverbreitung, Artverbreitungsmodell, Ozeanerwärmung, Sauerstoffmangel, Freilaicher, Großer Ährenfisch, Große Geißbrasse
