Die Qualle Mnemiopsis leidyi, auch Meerwallnuss genannt, gehört zu den invasiven Arten der Ostsee. Foto: J. Javid, GEOMAR

10.02.2016

Invasive Arten in der Ostsee

Forschen auf dem größten Brackwassermeer der Welt

von Gesa Seidel, GEOMAR

Morgens halb acht in Kiel: Die Sonne bahnt sich langsam ihren Weg über die Förde, der Wind weht kräftig über das Peildeck des Forschungsschiffes ALKOR. Mit ihr wollen Wissenschaftler des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel heute hinaus auf die Ostsee, um Proben für ihre Untersuchungen zu nehmen.
Mit ca. 20.000 Kubikkilometern Wasser gilt die Ostsee als das größte Brackwassermeer der Welt mit einem sehr speziellen Ökosystem. Welche Organsimen leben dort? Wie verändert es sich durch einwandernde Arten und durch den Klimawandel? Tagtäglich gehen auch die Wissenschaftler des GEOMAR diesen Fragen nach.
Um die Meere vor Ort zu erkunden, sind Forschungsschiffe unentbehrlich. Eines dieser Schiffe ist die ALKOR, die übrigens vor kurzem ihren 25-jährigen Geburtstag feiern konnte. Ihr Heimathafen ist Kiel, genauer gesagt die Pier des GEOMAR an der Kiellinie. Das 55 Meter lange Schiff ist vor allem in Nord- und Ostsee unterwegs. Es verfügt über vier Labore, in denen Luft-, Wasser- und Sedimentproben aber auch Organismen untersucht werden können. Die Wissenschaftler nehmen auf See so viele Proben und Messungen vor wie nur möglich, um möglichst viele Daten zum Auswerten zu erhalten.


Exoten vor der Haustür

Chinesische Wollhandkrabbe, Zebramuschel, Getigerter Flussflohkrebs und Meerwallnuss – all diese Namen klingen eher exotisch. Dabei leben sie hier, vor unserer Haustür, in der Ostsee.
Was diese Organismen verbindet ist aber nicht nur ihr Lebensraum, sondern auch ihre Einordnung: sie alle sind sogenannte invasive Arten. Es handelt sich also nicht um heimische Arten, die schon lange einen Platz im Ökosystem Ostsee hatten, sondern um solche, die „zugewandert“ sind. Das kann zum Beispiel passieren, wenn Austern oder Miesmuscheln für Aquakulturen transportiert werden: In dem Wasser befinden sich manchmal die Larven anderer Arten, die dann in fremden Gewässern schlüpfen. Auch der Schiffverkehr trägt etwas dazu bei. Wenn Schiffe ohne Ladung fahren, nehmen sie Wasser in ihren Ballasttanks auf, um stabil zu sein. Kleine Organismen reisen so als blinde Passagiere mit. Am Zielort angekommen, entleeren die Schiffe ihre Tanks und die Lebewesen versuchen, in ihrem neuen Lebensraum Fuß zu fassen. Das gelingt nicht immer. Doch wenn sie anpassungsfähig genug sind, verbleiben die fremden Arten dort.
Einer der Wissenschaftler, die sich am GEOMAR mit den invasiven Arten beschäftigt, ist der Biologe Dr. Mark Lenz. „In der Ostsee haben Forscher schon 124 verschiedene Neobiota, wie invasive Arten auch genannt werden, verzeichnet“, sagt der Wissenschaftler.


Schweres und leichtes Wasser

Das Besondere an der Ostsee ist ihre spezielle Wasserschichtung. Die Ostsee ist ein Binnenmeer nur über wenige flache Meeresarme mit dem Weltozean verbunden. Von dort kommt in unregelmäßigen Abständen salziges Wasser in die Ostsee. Das ist schwerer als das Süßwasser, das über die Flüsse in die Ostsee gelangt. Dadurch entsteht eine Schichtung: Das schwere salzige Wasser liegt in den unteren Schichten, das süßere Wasser darüber.
Mark Lenz erklärt: „Der niedrige Salzgehalt ist auf der einen Seite für viele Organismen eine extrem schwierige Bedingung, doch gerade dadurch gibt es andererseits auch weniger Konkurrenz in diesem Meer und viele offene ökologische Nischen für neue Arten.“
„Im Fall der Ostsee muss man bedenken, dass quasi alle Organismen in der Ostsee eingewandert sind, schrittweise nachdem die letzte Eiszeit zurückging und sich die Ostsee langsam zu dem Brackwassermeer entwickelte, wie wir es heute kennen“ sagt die Biologische Ozeanographin Dr. Cornelia Jaspers, die sich derzeit am GEOMAR mit Evolutionsforschung invasiver Arten beschäftigt.
Ein Vorteil, den fast alle invasiven Arten haben, ist, dass sie ihre Populationen schnell vergrößern können, weil sie oft keine natürlichen Feinde haben. Das bedeutet, dass sich diese Arten besonders schnell vermehren. Mit jeder neuen Generation passen sich diese Tiere besser an ihre neuen Lebensbedingungen an und können so optimal in bestimmten ökologischen Nischen leben. Ein lebendes Beispiel für hohe Fortpflanzungsraten ist die Meerwallnuss, eine Rippenqualle aus Amerika, die 2006 das erste Mal in der Ostsee gesichtet wurde. „Ein erwachsenes Tier kann täglich mehr als 11.000 Eier produzieren und diese selber befruchten. Die Rippenqualle braucht also noch nicht einmal zwingend einen Partner“, verrät Cornelia Jaspers.
Um mehr über die Lebensweisen der Invasoren zu erfahren, sammeln die Forscher auf der ALKOR lebende Exemplare und kultivieren diese anschließend in den Laboren des GEOMAR.
Dazu gehört Gammarus tigrinus, der getigerte Flussflohkrebs, der ursprünglich von der nordamerikanischen Ostküste kommt. Er macht den heimischen Arten die Nahrung streitig. „Tendenziell könnten diese Arten andere vertreiben, doch ist dies in der Ostsee bisher noch nicht beobachtet worden“, so Lenz.
Aber auch die  Meerwallnuss Mnemiopsis leidyi macht andern heimischen Arten die Nahrung streitig. Mit Heringen oder Sprotten konkurrieren die bis zu acht Zentimeter große Quallen um die gleiche Nahrung: tierisches Plankton. Seit 2007 beobachten die Forscher die Meerwallnuss in der südwestlichen und zentralen Ostsee. „Unsere Forschungsfahrten sind äußerst wichtig, um invasive Arten zu entdecken, deren Ausbreitung zu verfolgen und Probenmaterial für genetische Analysen zu bekommen“, erklärt Cornelia Jaspers. So können auch die Folgen der Einwanderung abgeschätzt werden.


Welche Folgen hat die Ansiedlung invasiver Arten?

Manchmal werden die Neobiota als „Eindringlinge“ bezeichnet, doch dieser Begriff passe oft nicht ganz, so Mark Lenz. „Die Ostsee ist ein sehr junges Meer, das sich immer noch von der letzten Eiszeit erholt. Es ist ein völlig natürlicher Prozess, der sich dort abspielt“, erklärt der Biologe. „Die Wiederbesiedelung wird lediglich vom Menschen beschleunigt.“
Für den Menschen selbst sind bislang kaum negative Folgen bekannt. Allerdings bereitet die Zebramuschel, die aus dem Kaspischen Meer eingeschleppt wurde, einige Sorgen. Etwa 68.000 Tonnen beträgt die Biomasse dieser Tiere in der Ostsee. Sie setzen sich auf festem Untergrund fest. Das können Steine sein, aber auch Rohrleitungen oder andere technische Anlagen, die dann für viel Geld wieder gereinigt werden müssen.
Um das Einwandern in die Ostsee zu erschweren, wurden bereits Maßnahmen ergriffen: Das Wasser der Ballasttanks von Schiffen wird heutzutage oft auf offenem Ozean ausgetauscht, um zu verhindern, dass Lebewesen bis in Randmeere  wie die Ostsee mitfahren. Und Schiffsrümpfe erhalten einen speziellen Anstrich, der es den Organsimen erschwert, daran haften zu bleiben.  
Auch deshalb ist es wichtig, die Entwicklung in der Ostsee zu „überwachen“. Gleichzeitig bestimmen Forscher das Ausbreitungspotential der Tiere. „Wir beobachten, welche Wechselwirkungen mit den heimischen Arten auftreten, und unter welchen Bedingungen die Neobiota sich am stärksten vermehren, um abschätzen zu können, inwieweit sich bestimmte Populationen ausbreiten“, so Mark Lenz.