In einem interdisziplin?ren Kooperationsprojekt der EU-Projekte FACE-IT, ECOTIP und SEA-Quester haben die Wissenschaftler:innen die Folgen des Klimawandels in der Arktis untersucht. In ihrer Studie konzentrierten sie sich auf eine Gruppe von Organismen, die die Grundlage der arktischen Küsten?kosysteme bilden – braune Makroalgen, so genannte Kelps, die dichte und ausgedehnte Unterwasserw?lder entlang felsiger Küsten bilden. Die ?kologische Rolle von Kelps kann mit der von B?umen an Land verglichen werden: Sie bieten Nahrung, Lebensraum und Kinderstube für eine Vielzahl von Organismen und erhalten so komplexe ?kosysteme. Die Forschenden haben untersucht, wie sich der Klimawandel auf Kelps auswirkt, um Rückschlüsse auf die ?kologischen und auch sozio?konomischen Folgen ziehen zu k?nnen. Ihre Ergebnisse haben Sarina Niedzwiedz und Kai Bischof von der Universit?t Bremen und dem MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften sowie ihrem Team von Ko-Autor:innen jetzt in der internationalen Fachzeitschrift Scientific Reports ver?ffentlicht.
Erw?rmung l?sst den Schmelzwassereinfluss steigen – und beeinflusst Elementkonzentrationen
Die Erw?rmung in der Arktis liegt weit über dem globalen Durchschnitt. Infolgedessen schmelzen Schnee, Gletscher und Permafrost. Dadurch steigt der Einfluss von Schmelzwasser in den Fjorden, und es ?ndern sich viele Wasserparameter drastisch: Die gro?e Menge an Sü?wasser verringert den Salzgehalt, eingeschwemmte Schwebstoffe verringern die Lichtverfügbarkeit, und je nach Sediment und organischen Material in dem Schmelzwasser ver?ndert sich die Elementzusammensetzung. W?hrend viele der Elemente, die in die Fjorde gespült werden, als Mikron?hrstoffe für Kelps fungieren k?nnen (zum Beispiel Natrium, Magnesium, Kalium), wurden auch sch?dliche Elemente wie Schwermetalle (zum Beispiel Cadmium, Blei, Quecksilber) in h?heren Konzentrationen gefunden. Die Forschenden sammelten Kelps, der durch unterschiedliche Schmelzwasserintensit?ten beeinflusst wurden, und analysierten ihre Elementzusammensetzung. Bei allen untersuchten Elementen fand das Team das gleiche Muster: Mit zunehmender Schmelzwasserintensit?t steigen auch die Elementgehalte. Im Falle von Quecksilber wiesen stark von Schmelzwasserbeeinflusste Kelps einen um 72 Prozent h?heren Quecksilbergehalt auf als Kelpsaus dem Kontrollgebiet.
Mikrobiom ver?ndert sich
Darüber hinaus hat das Team analysiert, wie unterschiedlicher Schmelzwassereinfluss das Mikrobiom von Kelps beeinflussen. Das Mikrobiom ist bedeutend für die ?kologische Funktion von Kelps, etwa für seinen N?hrwert oder den Stoffkreislauf im ?kosystem. Sie fanden heraus, dass auch das Mikrobiom von dem Schmelzwasser beeinflusst wird.
Beide Klimawandel-bedingten Ver?nderungen der Kelps haben wahrscheinlich kaskadenartige Auswirkungen auf das gesamte ?kosystem. Es wurde bereits gezeigt, dass die Aufnahme von mit Metallen verunreinigten Kelps negative Auswirkungen auf Fressfeinde hat, wie zum Beispiel eine verminderte Entwicklung, ein geringeres Wachstum oder eine geringere Fortpflanzung. Weiter k?nnte es zu einer Bioakkumulation sch?dlicher Elemente im gesamten arktischen Nahrungsnetz kommen, schlussfolgern die Autor:innen. Dies k?nnte letztendlich auch sozio?konomische Folgen haben. Das hohe Biosorptionspotenzial von Kelp muss bei der Umsetzung von Kelp- Marikulturen in der Arktis berücksichtigt werden. Allerdings k?nnte die Ernte von Kelps in Fjorden mit hohem Schmelzwassereinfluss und Metallbelastung eine umweltfreundliche Methode für den Gewinn von Seltenen Erden darstellen (Phytomining). Seltene Erden werden zunehmend für Schlüsseltechnologien wie erneuerbare Energien und Elektrotechnik verwendet.
Mehr Informationen:
Originalpublikation: Niedzwiedz S, Schmidt C, Yang, Y, Burgunter-Delamare B, Andersen S, Hildebrandt L, Pr?frock D, Thomas H, Zhang R, Damsg?rd B, Bischof K (2024): Run-off impacts on Arctic kelp holobionts have strong implications on ecosystem functioning and bioeconomy. Scientific Reports. 14:30506. Doi: 10.1038/s41598-024-82287-w [https://www.nature.com/articles/s41598-024-82287-w]
Meeresbotanik an der Universit?t Bremen: www.uni-bremen.de/en/marbot
Zum Projekt FACE-IT: www.face-it-project.eu
https//www.uni-bremen.de
Fragen beantworten:
Dr. Sarina Niedzwiedz
Meeresbotanik; Fachbereich Biologie/Chemie der Universit?t Bremen
E-Mail: sarinaprotect me ?!uni-bremenprotect me ?!.de
Prof. Dr. Kai Bischof
Meeresbotanik; Fachbereich Biologie/Chemie der Universit?t Bremen
MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften
E-Mail: kbischof@uni-bremen.d
