„Meer Schutz“ ‒ Unerwartet hohe Biodiversität in der Tiefsee

Die Ergebnisse einer aktuellen Studie deuten auf eine deutlich unterschätzte Biodiversität in der Tiefsee hin. Angesichts des globalen Ziels, bis 2030 mindestens 30 Prozent der Meeresfläche zu schützen, unterstreichen die Forschenden die große Bedeutung, aber auch die Herausforderungen des Meeresschutzes in der Hochsee.

Der Welttag der Ozeane am 8. Juni sollte uns Aufforderung sein zum Nachdenken über unseren Umgang mit den Meeren und seinen Bewohnern. Dies zeigen nicht zuletzt die tragischen Ereignisse um den Wal „Timmy“.

Ein internationales Forschungsteam hat im neu eingerichteten Meeresschutzgebiet „North Atlantic Current and Evlanov Sea basin“ die genetische Vielfalt von am Boden lebenden Flohkrebsen untersucht. Bereits eine einzelne Probenahme aus knapp 3.700 Metern Tiefe ergab 47 genetisch unterscheidbare Arten. Hochrechnungen zeigen über 120 Arten in diesem Gebiet, viele bislang unbeschrieben.

Empfindliche Ökosysteme der Tiefsee benötigen Schutz

Flohkrebse (Amphipoden) sind kleine, garnelenähnliche Krebstiere, die in nahezu allen Meeres- und Süßwasserlebensräumen vorkommen. Sie spielen eine wichtige Rolle als Zersetzer organischer Substanz. „Amphipoden tragen ihren Nachwuchs in einem Brutbeutel. Durch das fehlende Larvenstadium und die meist nur kurzen Schwimmdistanzen können sich Flohkrebse nur eingeschränkt ausbreiten. Das macht sie besonders wertvoll für Untersuchungen zur Biogeografie, also für die Frage, wie sich Arten räumlich über die Erde verteilen“, erklärt Dr. habil. Anne-Nina Lörz von Senckenberg am Meer in Hamburg.

Lörz hat gemeinsam mit einem polnisch-österreichisch-deutschen Forschungsteam die Vielfalt und Verbreitung der am Meeresboden lebenden Flohkrebse in einem neu eingerichteten Meeresschutzgebiet, dem „North Atlantic Current and Evlanov Sea basin“ (NACES), untersucht. Die im Nordostatlantik liegende NACES-Schutzregion ist eines der größten dieser Gebiete. Es umfasst etwa 600.000 Quadratkilometer internationales Gewässer. „Ursprünglich wurde das Areal zum Schutz wichtiger Nahrungsgebiete von Seevögeln eingerichtet. Später erkannte man jedoch auch die große Bedeutung der Tiefsee mit ihren empfindlichen Ökosystemen, weshalb das Schutzgebiet 2023 auch auf den Meeresboden ausgeweitet wurde“, erläutert die Erstautorin der Studie Lörz.

Meeresboden: Große Artenvielfalt auf kleinem Raum

Insgesamt 253 DNA-Sequenzen von Flohkrebsen werteten die Forschenden in ihrer Studie aus. Darunter waren Proben aus dem NACES-Schutzgebiet, dem Labradorseegebiet, den Azoren sowie aus weiteren Regionen des Atlantiks, Pazifiks, Indischen Ozeans und der Antarktis. Die Proben wurden aus Tiefen zwischen 3.000 und 4.000 Metern genommen. Sie stammen überwiegend von der 2021 durchgeführten IceDivA 2-Expedition unter der Fahrtleitung von Senckenberg-Meeresforscherin Prof. Saskia Brix mit dem Forschungsschiff SONNE im Nordwestatlantik.

Eine einzige Probenahme aus 3.677 Metern Tiefe im NACES-Gebiet ergab bereits 47 genetisch unterscheidbare Arteneinheiten aus 98 Individuen. „Unsere Hochrechnungen deuten sogar darauf hin, dass dort über 120 Arten leben. Das zeigt: Selbst auf kleinem Raum ist die Artenvielfalt am Meeresboden überraschend hoch“, fügt die Meeresforscherin hinzu und fährt fort: „Die meisten dieser genetischen Einheiten konnten keiner bekannten Art zugeordnet werden – viele sind vermutlich bislang unbeschrieben, also neu für die Wissenschaft.“

Großmutter und Leonardo da Vinci zu Ehren

Zwei der neu entdeckten Arten hat das Forschungsteam nun wissenschaftlich beschrieben und benannt. Cleonardo helga und Cleonardo davinci. Die erste trägt den Namen der Großmutter von Studien-Autorin Laura Engel, die Masterstudentin bei Lörz war. Die zweite ehrt Leonardo da Vinci. Seine visionären Mobilitätsentwürfe und anatomische Zeichnungen haben das Verständnis natürlicher Formen maßgeblich erweitert.

Besonders erstaunte die Forschenden, dass die neu entdeckten Arten aus dem Schutzgebiet auch in anderen Teilen der Welt nachgewiesen werden konnten – etwa im rund 10.000 Kilometer entfernten Pazifik. Möglich wurde diese Erkenntnis durch den Vergleich genetischer Daten. Das Team sequenzierte Amphipoden aus früheren Expeditionen in verschiedenen Weltmeeren, die bislang nicht genauer bestimmt worden waren. Dabei zeigte sich, dass die Sequenzen der neu entdeckten Arten im Schutzgebiet mit Teilen dieser Proben übereinstimmten. „Dass wir genetische Übereinstimmungen mit Proben aus weit entfernten Ozeanregionen gefunden haben, zeigt, wie wenig wir bislang über die tatsächliche Verbreitung dieser Arten wissen“, erklärt die Forscherin. „Offenbar sind manche Amphipoden sehr viel weiter verbreitet, als wir bislang angenommen hatten.“

Aktuell weniger als ein Prozent unter strengem Schutz

„Der Rückgang mariner Arten durch menschliche Einflüsse gefährdet zentrale Leistungen der Ozeane, darunter die Bereitstellung von Nahrung und die Speicherung von Kohlenstoff, die für das globale Klimasystem und stabile Ökosysteme von großer Bedeutung sind“, betont Lörz. Um dem entgegenzuwirken, wurde im Rahmen des 2022 verabschiedeten Biodiversitätsabkommens das Ziel formuliert, bis 2030 mindestens 30 Prozent der Meeresfläche unter Schutz zu stellen.

„Besonders herausfordernd ist die Umsetzung des 30×30-Ziels in der Hochsee, da diese großflächig, schwer zugänglich und bislang nur unzureichend erforscht ist. Derzeit stehen weniger als ein Prozent unter strengem Schutz“, so Lörz und weiter: „Unsere Studie basiert auf einer einzelnen Probenstelle im NACES-Gebiet und kann die dortige Vielfalt daher nur ausschnittweise abbilden. Die Ergebnisse deuten jedoch darauf hin, dass die hohe Artenvielfalt kein Einzelfall, sondern auch für andere Tiefseegebiete typisch ist.“ Das Forschungsteam vermutet, dass die Vielfalt der Tiefsee bislang unterschätzt wurde, da viele Arten noch unbeschrieben sind, kryptische Arten existieren und frühere Untersuchungen häufig ohne genetische Analysen durchgeführt wurden.

„Unsere Kombination aus DNA-Analysen und Morphologie zeigt, dass die Tiefsee eine extrem hohe biologischen Vielfalt birgt. Gleichzeitig gehört sie zu den am wenigsten erforschten Lebensräumen der Erde. Dieses Wissensdefizit erschwert wirksame Schutz- und Managementmaßnahmen, insbesondere angesichts zunehmender Belastungen durch Rohstoffabbau, Verschmutzung und Klimawandel“, resümiert Lörz.