Lebensvielfalt am Ozeanboden in 4000 m Tiefe
Sonntag, 22. Januar 2012. Bei 53°S, 10°O arbeiten wir weiter an der bereits Samstagmorgen begonnenen Station. Es kommen alle Instrumente zum Einsatz: CTD, Lichtsensor, Go-Flo, RM-Schleppnetz, Bongonetz, der kleine MUC, Epibenthosschlitten und das Agassiz-Schleppnetz. Wir beenden den 10°O-Schnitt, da wir wie erwartet bei 53°S auch die dritte der hier eng bei einander liegenden Fronten (siehe 2. Wochenbericht) überschritten haben und wenden uns nach Westen. Satellitenaufnahmen der Ozeanfarbe deuten auf extrem geringe Chlorophyll- und damit Phytoplanktonkonzentrationen auf einer großen Fläche im Bereich zwischen dem Greenwich-Meridian (0°W) und 10°W im Breitenbereich von 55°S bis 48°S hin. Unser nächster Wegpunkt bei 52°S, 8°W liegt innerhalb dieses Gebietes. Wir möchten herausfinden wie der auffallend starke Kontrast zu dem auf gleicher Breite chlorophyllreichen Gebiet westlich von 10°W erklärbar ist.
Doch zunächst ein Rückblick auf die benthologischen Arbeiten auf dem 10°O-Schnitt. Die Diversität und Ökologie der Meeresbodenorganismen steht in einem engen Kopplungszusammenhang mit der biologischen Produktion in der oberflächennahen Schicht der Ozeane. Die Benthosbiologen (Meeresbodenforscher) versuchen daher zu analysieren wie Organismen in der Tiefsee, z.B. in 4000 m Tiefe leben, was sie fressen, bzw. wie sie das sedimentierende partikuläre organische Material als Nahrungsquelle verwerten.
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Abb. 2: Der Epibenthosschlitten kommt bei Sonnenaufgang an Deck zurück. (Foto: A. Brandt)
Um alle Größenklassen von Organismen zu beproben, werden von den Forschern unterschiedliche Geräte eingesetzt. Der kleine Multicorer (MUC) wird benötigt, um die kleinsten Organismen, die Meiofauna ≤ 1 mm, zu beproben, um biogeochemische Parameter zu messen und um eine möglichst ungestörte Oberfläche des Sedimentes (Abb. 1) und die an der Oberfläche lebenden Organismen zu erhalten. Dieses Greifersystem besteht aus 12 Probenahme-Zylindern mit einem Durchmesser von je 63 mm. Die Makrofauna (≥ 1 mm bis mehrere cm) wird mit dem Epibenthosschlitten (EBS, Abb. 2) effizient gefangen, ein Gerät, das über 2 Probennetze verfügt, welche an ihrem Ende einen Netzbecher von 300 µm Maschenweite und ein Netz von 500 µm Maschenweite tragen. Dies damit gefangene Tiermaterial ist von hervorragender Qualität für spätere systematische und evolutionsbiologische Untersuchungen und Vergleiche. Es dient den Wissenschaftlern aber auch gleichermaßen, um Organismen für genetische oder biochemische Untersuchungen zu ihrer Ernährungsbiologie zu isolieren und zu gefrieren oder in vorgekühltem Ethanol zu konservieren.
Das Agassiz-Trawl (AGT) ist eine große Dredge, mit der die Megafauna (Tiere von einer Größe, die man auf Unterwasserfotos erkennen kann) oder auch Steine für geologische Analysen gesammelt werden. Um mit dem AGT auch kleinere Organismen in der Tiefsee zu erbeuten, haben die Tiefseeforscher das grobe Netz mit einem feinmaschigen Innennetz von 500 µm (alle an Bord nennen es die Unterhose) ausgekleidet und gelangen so nicht nur an die großen Tiere, sondern auch die kleinere Fraktion. Im Gegensatz zum MUC müssen bei den geschleppten Geräten die 1,5-fache Kabellänge zur Wassertiefe an Tiefseedraht ausgesteckt werden, das bedeutet, dass in 4000 m Tiefe das Gerät an 6000 m Kabel hinter dem Schiff auf dem Tiefseeboden hergeschleppt wird. Für die geschleppten Geräte verholen wir vor die Position, an der der MUC eingesetzt wurde, um über diese Position schleppen zu können und alle Geräte an mehr oder weniger der gleichen Stelle einzusetzen.
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Abb. 3: Dieser kleine durchsichtige Spritzwurm (Sipunculida) aus dem Agassiztrawl misst ca. 5 cm. (Foto: A. Brandt)
Mit dem großen MUC erlebten wir mehrmals Misserfolge: Das Gerät kam leer oder maximal mit zwei gefüllten Zylindern zurück an Bord. Darauf setzten wir den kleinen MUC ein: Alle Rohre kamen gut mit Sediment gefüllt zurück. Die Anspannung löste sich durch ein Lächeln; Erleichterung machte sich breit. Nun funktionieren alle Geräte perfekt und wir bekommen einen wunderbaren Querschnitt durch die Vielfalt der Benthosorganismen (Abb. 3 und 4). In der Meiofauna besonders häufig sind die einzelligen Foraminiferen und ihre Verwandten Komokiacea, kleine verzweigt wachsende Organismen, die wie kleine „Pflanzenbüschel“ aussehen. Nematoda (Fadenwürmer) und Harpacticoida (Ruderfußkrebse) sind in den MUC-Proben die dominanten mehrzelligen Taxa, hin und wieder ist auch einmal ein Polychaet (Meeresborstenwurm) oder ein Isopode (Meeresassel) zu finden. In den EBS-Proben dominieren klar die Polychaeten und peracariden Krebse (Ranzenkrebse), das sind Brutpflege betreibende Flohkrebse, Asseln oder Schlickkrebse, die ihren Namen von dem auf der Bauchseite befindlichen Brutbeutel, dem Marsupium, tragen. Weichtiere, wie Muscheln oder Schnecken sind oft in den EBS-Proben zu finden, waren aber auf dem ersten Schnitt bei 10°O relativ selten. Das Highlight in den EBS-Proben waren bisher zwei Raubschwämme der Familie Cladorhizidae, von denen einer gerade einen Ruderfußkrebs und einen Flohkrebs aufgespießt hatte. Im Gegensatz zu der an diesem Transekt vorkommenden reichhaltigeren Meiofauna, scheint die Makrofauna in der flüssigen, bodennahen Schicht, in der sich organisches Material angereichert hat, nicht gut leben zu können, denn drei Einsätze des EBS zeigen, dass die Makrofauna eher verarmt ist. Auch die Megafauna ist an allen drei Stationen sehr artenarm. Besonders auffällig sind vor allem verschiedene Arten großer Holothurien (Seegurken), u.a. Scotoplanes globosa, die „Seeschweine“, welche bereits während der H.M.S. Challenger Expedition bekannt wurden, Ophiuriden (Schlangensterne), eine gestielte Seefeder (Pennatularia), die sich von der im Weddellmeer häufigen Umbellula-Art unterscheidet und die bereits oben erwähnten Ranzenkrebse, die das AGT in seiner „Unterhose“ an Deck bringt.
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Abb. 4: Zusammen-stellung von Benthos-organismen, die mit MUC, EBS und AGT gesammelt werden. (Foto: A. Brandt)
Interessant ist auch, dass sich deutlich zeigt, wie Wassersäule und Meeresboden gekoppelt sind. Dort, wo die Planktologen reichhaltige Fänge mit ihrem RMT (Rectangular Midwater Trawl) erbeuten und die Netze voll von Salpen, Flohkrebsen und Medusen sind, dort finden wir eine sehr arme Meersbodenfauna, den Benthosorganismen bleibt dort außer den Kotballen der Zooplankter nicht viel Nahrung übrig, denn die wird durch die Planktonorganismen bereits in der Wassersäule konsumiert. Dieses (Ent-)Kopplungsphänomen tritt besonders stark auf der Station bei 52°S und 8°O zutage. In den Netzen finden wir Unmengen Zooplankton - insbesondere Salpen -, am Boden eine „Wüste“ mit ein paar vereinzelten Bewohnern. Vom Weltall aus (Satellitenaufnahmen) sieht diese Region blau und arm an Phytoplankton aus, kein Wunder, denn dieses wurde von den unglaublichen Dichten an Salpen der Art Salpa thompsoni konsumiert. Die Station liegt ohne Zweifel in „Salpastan“. Die Benthosforscher hoffen nun auf die nächste Station bei 52oS, 12°W, dort zeigen die Satellitenbilder eine satte Planktonblüte. Bedeutet dies vielleicht, dass dort keine Salpen sind und den Meeresbodenorganismen der „Tisch reich gedeckt ist“? Wir sind sehr gespannt auf diese Station und auf die Ergebnisse, die der Geräteeinsatz durch die Wassersäule bis zum Boden ergeben wird.
Wir können unsere Stationsarbeiten bei 52oS, 8oW wie geplant kurz nach Mittag beenden. Am Freitagnachmittag verschlechtert sich das Wetter wie erwartet sehr schnell. Die Windstärke steigt auf 8 bis 9, in Spitzen sogar 10 Beaufort an. Der Seegang beträgt um 15h bereits gut 4 Meter und wird in wenigen Stunden auf über 6 Meter ansteigen. Polarstern stampft dem nächsten Wegpunkt bei 52oS, 12oW entgegen, ohne dabei all zu sehr zu rollen.
Dieter Wolf-Gladrow
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Herzlichen Dank für den ausführlichen Beitrag, hat er doch meinen Horizont erweitert indem er unter den Horizont ging ;)